《微波电路基础》课件第8章.pptVIP

2.谐振电路

谐振电路的形式与传输线路结构有关，一般为一段

的开路线。开路线终端用一耦合电容和后面的负载联接，电压为

(8-2-12)

尖脉冲在负载上反射的同时传给负载一部分能量，反射波回到始端时管子已导通而短路，又把波反射到终端,……,

所以谐振电路的输出电压波形为衰减的高频振荡。衰减常数α1取决于开路线和负载的耦合强弱，用耦合电容Cc调节。合适的α1值使下一个窄脉冲产生时高频振荡把绝大部分能量传递给负载，对应谐振电路的品质因数QL=~N,

即

(8-2-13)

取时，耦合电容值应为

(8-2-14)一般用一小段开路线等效耦合电容，其长度为

(8-2-15)

所以，实际谐振开路线应为

(8-2-16)开路线的特性阻抗Z0就是窄脉冲发生器的负载Rl′。由式(8-2-7)可知，当ξ=0.3~0.5时：

(8-2-17)

激励电感L的值可由式(8-2-8)确定。3.带通滤波器

带通滤波器的输入阻抗就是谐振电路经耦合电容Cc后面接的负载，一般用50Ω阻抗。带通滤波器的中心频率fN=Nf1，通带宽度Δf2f1。8.2.4设计参数与实际电路

设计阶跃管倍频器时，首先要挑选合适的阶跃管。选择阶跃管的依据是：

(1)

(2)载流子寿命

(3)截止时的电容C0要合适。管子选定后，其他有用参数为:

(1)窄脉冲宽度

(2)阻尼系数

(3)激励电感由(4)Rin=1.4ω1L，Xin=ω1L，由Xin确定中和电容CT，再用匹配网络把Rin和50Ω匹配。

(5)谐振电路

(6)带通滤波器的输入阻抗Rl=50Ω，f0=Nf1，Δf2f1。

依据以上数据可以把实际电路完全确定。图8-2-7为一微带六倍频器的实际电路。图8-2-7微带阶跃管六倍频器思考练习题

1.说明阶跃管倍频器的工作原理。

2.设计阶跃管倍频器的步骤和依据参数tp、ξ、L、Zin、Z0、Cc、Δf等如何决定？表中，ω1为输入信号频率，n为最终倍频倍数，i为空闲回路频率倍数。由这些表格中的数据可以进行倍频器电路设计。设计步骤如下：

(1)选定变容管后可确定参数n、Rs、UB、φ、Cmin等。

(2)根据确定的倍频次数和空闲频率从相应的表格中可以查出α、β、Ａ、Ｂ、Unorm等。表中的激励系数

(8-1-20)

它是一个为达到设计指标应加于管子上的输入电压相对于管子(QB－Qφ)而确定的值。(3)根据设计表格中查出的数据可计算得出以下数据。

①倍频效率:

(8-1-21)

②输出功率:

(8-1-22)

③输入电阻：

(8-1-23)

④输出电阻：

(8-1-24)⑤输入电容：

(8-1-25)

⑥偏压：

(8-1-26)

上面公式中的ωc为变容管的截止频率，ω1＝ωs，ωn=nωs。以上面算出的数据为依据可进行变频器电路设计。为了提高倍频效率，可采取的措施如下：

①选n=的线性缓变结变容管。

②采用激励系数D1的过激励以提高高次谐波成分。

③增设空闲回路，以提高谐波利用率。

图8-1-8为一种输入频率fs=2.25GHz、空闲频率fi=4.5GHz、输出频率fn=9GHz的变容管微带1-2-4倍频器电路。

图8-1-8中的低通滤波器和带通滤波器都同时兼具阻抗匹配作用。管子到输出带通滤波器这一段专为隔离输入信号(并联谐振)而设计。空闲电路为λi/4长的开路线。图8-1-8变容管微带1-2-4倍频器电路思考练习题