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.