Генераторы гармонических колебаний
Линии передачи.
Для передачи энергии от передатчика к антенне (или от антенны к приемнику) применяют специальные линии - фидеры, имеющие малые потери энергии в них на радиочастотах. Простейшей линией передачи является двухпроводная линия. Расстояние между проводами линии значительно меньше длины волны. Токи, текущие в проводниках, имеют разное направление, в результате чего поля вокруг проводников взаимно компенсируются и излучения энергии не происходит.
Коаксиальный кабель, является несимметричной линией передачи. Внешний его проводник (оплетка) всегда соединяется с землей, что экранирует поле, создаваемое внутренним проводником. На очень высоких частотах (для длин волн короче 10 см) используют волноводные линии передачи, в которых энергия
распространяется внутри полости волновода. Фидерные линии характеризуются волновым сопротивлением равным нагрузке. В них устанавливается режим "бегущей волны". У двухпроводных линий волновые сопротивления обычно лежат в пределах 150-600 Ом, у коаксиальных кабелей - 50-200 Ом. Если активное сопротивление антенны не равно волновому сопротивлению фидера, то в ней устанавливается режим
"стоячей волны", измеряемый соответствующим коэффициентом - КСВ (SWR).
Для уменьшения КСВ (идеальный вариант - КСВ = 1) применяются всевозможные согласующие устройства, которые согласуют сопротивления линии и антенны, а также компенсируют реактивные составляющие антенны. В качестве согласующих устройств применяют трансформаторы, отрезки фидерных линий и другие устройства. Следует также учесть, что физическая длина коаксиального фидера не совпадает с его "электрической длиной" и поэтому одним из вариантов согласования является подгонка его длины. В оптимальном варианте - длина кабеля должна быть кратна половины длины рабочей волны, умноженной на коэффициент укорочения наполнителя (в зависимости от типа коаксиального кабеля он изменяется в пределах от 0,66 до 0,85). В современных передающих устройствах (с транзисторными выходными
каскадами) величина их сопротивления близка к волновому сопротивлению используемых фидеров, а в ламповых - несколько отлична. Поэтому, в последних, между выходом такого передатчика и фидером ставят блок настройки. Его функцию выполняет П-контур передатчика.
Электронным генераторомназывается устройство формирования незатухающих электрических колебаний той или иной формы, выполненное на основе применения электронных приборов. В состав электронного генератора входит, как правило, усилитель, который за счет энергии источника питания создает на выходе генератора колебания заданной мощности. Для поддержания их незатухающими необходимо на вход усилителя постоянно подавать колебания неубывающей амплитуды. В простейшем случае это может быть часть колебания, выделяющегося в нагрузке, и передающегося по цепи обратной связи на вход усилителя. Таким образом, структурная схема электронного генератора должна состоять, как минимум, из двух блоков: усилителя и цепи обратной связи.
Для создания генератора необходимо выполнение баланса амплитуд и баланса фаз. Формируемое колебание знакопеременно и значение сигнала, подаваемого на вход усилителя, охваченного обратной связью, зависит от фазы колебания, прошедшего по петле этой связи. При синфазности сигнала, прошедшего по петле обратной связи, с первоначальным их воздействия складываются, увеличивая результирующее проявление, при противофазности - вычитаются, компенсируя его.
Генератор, работающий в режиме самовозбуждения, называется автогенератором. В нем, как указывалось выше, часть выходного колебания передается на вход усилителя через цепь обратной связи. Учитывая, что режимы возникновения колебаний и поддержания их стационарными близки, но не одинаковы, можно сделать вывод, что автогенератор должен сначала работать в первом из них, а затем во втором. При малых амплитудах он будет способствовать возрастанию колебаний, а затем (при больших амплитудах) поддерживать колебания неизменными.