Теоретические основы расчета СВЧ-цепей
Основы расчета цепей диапазона СВЧ базируются на тех же принципах, что и более низкочастотные цепи, плюс некоторые особенности, накладываемые волновой теорией распространения радиосигнала. Про расчет НЧ-цепей в рамках этой статьи я рассказывать не стану, а вот некоторые понятия из волновой теории я постараюсь рассмотреть.
Первое, о чем всегда нужно помнить конструктору, это то, что он работает с диапазоном СВЧ (300 МГц
÷ 3 ГГц), который имеет длины волн порядка 1
÷ 10 см. При такой длине волны любой проводник на печатной плате превращается в микрополосковую линию с распределёнными параметрами ёмкости, индукивности и активного сопротивления. Подробнее об этом можно почитать в (
1). Полупроводниковые приборы и их выводы тоже имеют хоть и небольшие, но достаточные чтобы их учитывать параметры ёмкости и индуктивности. Об этом можно получить справку в соответствующих даташитах.
При расчете микрополосковых линий, конструктору всегда приходится учитывать отражение радиоволны от неоднородности и/или несогласованной нагрузки. Это приводит к возникновению стоячих волн (
КСВ > 1) и снижению эффективности устройства в целом. Для согласования импедансов (волновых сопротивлений) используется некоторые конструктивные приёмы - шлейфы (короткозамкнутый, разомкнутый) и волновой трансформатор, а также довольно сложный математический аппарат, который я не стану приводить в рамках данной статьи. Скажу лишь, что на данный момент существуют компьютерные программы (в создании одной из них я лично принимал участие в студенческие годы), которые с успехом решают эту проблему.
Особенностью распространения СВЧ-токов является то, что они протекают в поверхностном слое проводника (
скин-эффект), а магнитная составляющая поля - по всему объёму диэлектрика волновода. Посему золочение и применение дорогостоящих материалов не роскошь, а необходимость. Не нужно также забывать о защите от коррозии и температурных деформациях.
). Едем дальше.
