Дискретные фазовращатели на коммутационных диодах

Отражательные фазовращатели.В качестве прототипа двухпозиционного отражательного фазовращателя обычно используют схе­му рис. 2, в которой параметры реактивного трансформирую­щего четырехполюсника выбираются из следующих условий:

1) разность фаз входных коэффициентов отражения в двух состоя­ниях диода должна быть равна заданному дискрету фазы: ∆φ=|φ₂-φ₁|;

2) модули коэффициентов отражения (р' и р") в двух состояниях диодов должны быть равны между собой и как можно меньше отличаться от единицы — это так называемая оптимизации фазовращателя по потерям.

Омические потери в отражательном фазовращателе принято оце­нивать вносимым ослаблением, L=l/p². Анализ показывает, что при равенстве модулей коэффициентов отражения р' = р" вносимое ослабление оказывается равным

(*)

т.е. не зависит от параметров реактивного трансформирующего четырехполюсника и определяется только заданным дискретом фа­зы и параметром качества диода. Заметим, что канонический ком­мутационный элемент с парой сопротивлений (r, Кr) можно рас­сматривать как отражательный фазовращатель с дискретом фазы π. Многопозиционные отражательные фазовращатели часто выпол­няют в виде отрезка линии передачи, шунтированного в ряде сечений каноническими коммутационными элементами (рис. 3).

Один из коммутационных элементов с низким сопротивлением (r<<1) “закорачивает” линию передачи, а остальные коммутацион­ные элементы имеют высокие сопротивления (Кr>>1) и не оказы­вают влияния на фазу коэффициента отражения. При переключе­нии коммутационных элементов изменяется положение плоскости короткого замыкания в линии передачи и фазы коэффициента отра­жения.

Проходные фазовращателидолжны обеспечивать заданную разность фаз коэффициентов передачи ∆φ=|φ₂-φ₁| в двух состояни­ях при условии согласования входов и при минимальном вносимом ослаблении мощности.

Одним из простейших является проходной диодный фазовращатель на переключаемых отрезках линии передачи (рис. 4).

Изменение фазы коэффициента передачи на ∆φ=β(l₂-l₁) происходит в результате изменения пути прохождения колебаний — по отрезку l₂ или по отрезку l₁—осуществляемого диодными выключателями. Анализ показывает, что вносимое ослабление в таком фазовращателе при использовании диодов с параметром качества К>100 ма­ло зависит от величины ∆φ, примерно одинаково в каждом фазовом состоянии и определяется выражением L=l/|s₂₁|²≈ 1 + 4/ т. е. соответствует максимальному значению ослабления, даваемого формулой (*). Поэтому проходные фазовращатели на переклю­чаемых отрезках линии передачи невыгодны при малых фазовых сдвигах.