Амплитудный детектор

Амплитудный детектор, включающий активную нагрузку, отличающийся тем, что нагрузка подключена к одному из плеч направленного ответвителя и рассогласована с волновым сопротивлением линии передачи ответвиля, к этому же плечу подключена детекторная секция датчика модуля коэффициента отражения.

Полезная модель относится к радиотехническим устройствам сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использована в измерительной технике, в частности, в антенно-фидерных трактах контроля функционирования их в процессе эксплуатации.

Положительным эффектом полезной модели является создание амплитудного детектора, устанавливаемого в малогабаритный датчик модуля коэффициента отражения на основе печатных микрополосковых направленных ответвителей, при этом амплитудный детектор не требует дополнительного электрического источника питания. 1пф, 2илл.

Полезная модель относится к приборам измерения отражений электромагнитной энергии в системах СВЧ, в частности, в трактах антенно-фидерных устройств (АФУ) беспилотных летательных аппаратов (ЛА). Параметры отражения АФУ - модуль коэффициента отражения - можно измерять с помощью датчика модуля коэффициента отражения. Основным элементом датчика служит двунаправленный ответвитель, позволяющий выделять и раздельно измерять значения напряжений падающей и отраженной волн с помощью индикаторов, выполненных, например, в виде амплитудного детектора (см. А.Г.Эпштейн, Измерительная аппаратура сверхвысоких частот, издательство «Судостроение», Л, 1965).

Известен амплитудный детектор по авторскому свидетельству 208012 МПК H03D 1/18 с приоритетом от 30.05.1966 г. Этот амплитудный детектор выполнен на транзисторе, в коллекторную цепь которого включена активная нагрузка, а к эмиттерно-коллекторному переходу транзистора параллельно подключен эмиттерно-коллекторный переход дополнительного транзистора, база которого соединена с корпусом.

Недостатком данного амплитудного детектора является то, что детектирование и одновременно усиление входного сигнала осуществляется только при наличии дополнительного источника питания. Однако на борту ЛА установка дополнительных источников питания невозможна из-за ограничения объемов в отсеках.

Задачей полезной модели является создание амплитудного детектора, работающего от энергии СВЧ, поступающей по тракту АФУ от передатчика к антенне. Это позволяет не применять на борту ЛА дополнительный источник питания.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном амплитудном детекторе активная нагрузка подключена к одному из плеч направленного ответвителя и рассогласована с волновым сопротивлением линии передачи ответвителя и к этому же плечу подключена детекторная секция датчика модуля коэффициента отражения (МКО).

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен датчик МКО на основе микрополоскового двунаправленного ответвителя с амплитудным детектором. На чертеже показаны: 1 - основная линия передачи, 2 и 3 направленные ответвители, R₀ - нагрузки, согласованные с волновым сопротивлением ответвителей, R₁ - активные нагрузки (не согласованные с волновым сопротивлением ответвителя), VD₁ и VD ₂-детекторы, R - резистор, С - емкость. R - резистор и С - емкость выполняют роль фильтрующей нагрузки.

В представленном детекторе можно выделить две отдельные части.

Первая часть, на чертеже 1, представляет собой обычный последовательный детектор в виде диода VD и фильтрующей RC нагрузки.

Вторая часть детектора, на чертеже 2, представляет собой отрезок длинной линии с волновым сопротивлением Z₀, нагруженной на сопротивление R ₁. Входной высокочастотный сигнал здесь подается на линию в виде напряжения падающей волны U_п.

Если сопротивление R₁ отличается от волнового сопротивления линии Z₀, то на нем появится отраженная волна напряжения U₀ равная U₀=Г·U_п, где Г=R₁-Z₀/R₁+Z₀, коэффициент отражения сопротивления R₁. В результате на сопротивлении R₁ формируется линейное напряжение U_л, равное сумме напряжений падающей U_п и отраженной волн U₀, т.е. Uл=Uп+U₀=U_п(1+Г).

Именно это линейное напряжение U_л является входным для последовательного детектора. Общий коэффициент передачи К_д такого детектора равен отношению входного напряжения U_д детектора ко входному напряжению падающей волны U_п линии и выражается следующей формулой

К_д=U_д/U_п=U_д/U _л·U_л/U_п=K_д·U _п·(1+Г)/U_п=К_д·(1+Г), где

К_д=U_д/U_л - собственный коэффициент передачи последовательного детектора при согласованном сопротивлении R₁₌Z₀.

Полученное выражение показывает, что общий коэффициент передачи детектора К_д пропорционален величине коэффициента отражения Г и может превышать коэффициент передачи К_д согласованного детектора.

При изменении сопротивления R₁ в пределах R₁=Z₀...1000Z₀, коэффициент отражения Г и общий коэффициент передачи К_д изменяются соответственно в пределах

Г=0...0,99;

К_д=К_д(1...1,99).

Откуда следует, что коэффициент передачи предложенного детектора К_дможет увеличиваться практически в два раза по сравнению с коэффициентом передачи К_д согласованного детектора без применения дополнительных элементов в виде блока питания или других более сложных устройств детектирования. При этом возможна плавная или дискретная регулировка коэффициента передачи К _д.

Предложенный детектор наиболее удачно вписывается в малогабаритные датчики модуля коэффициента отражения, где в каналах падающей и отраженной волн установлены эти детекторы.

Амплитудный детектор, включающий активную нагрузку, отличающийся тем, что нагрузка подключена к одному из плеч направленного ответвителя и рассогласована с волновым сопротивлением линии передачи ответвителя, к этому же плечу подключена детекторная секция датчика модуля коэффициента отражения.