Рассмотрим влияние полного входного сопротивления излуча* геля на уровень второй гармоники в АГ. Выражение (6.14) представим в виде Kn=KiK2, где /Cl=a2(6)/al(в);

К,==--~-. (6.15)

Коэффициент Ki определяется исключительно углом отсечки Й, поэтому целесообразно исследовать только зависимость коэффициента К2 от величины полного входного сопротивления излучателя Zan на второй гармонике. Для этого воспользуемся результатами расчетов, проведенных для описанной в § 6.1 антенны АГ-2. Как видно из материалов вычислений (рис. 6.9), функция /С2= =F{Zan) имеет максимум, который зависит от соотношения активной и реактивной составляющих полного входного сопротивления излучателя на частоте второй гармоники. Теоретически наилучшая фильтрация достигается левее максимума К2 при значениях полного входного сопротивления Явп--О и Хап->-±оо- Так как

Л7 10 Ю\ /0*/.0н

Рис. 6.9. Зависимость коэффициента К2 от импеданса излучателя на второй гармонике

Рис. 6.10. Излучатели АГ с увеличенной электрической длиной

вибратор является открытой колебательной системой, то легко показать, что при применении линейных излучателей условия и Хап-±оо одновременно реализовать нельзя. Кроме рассмотренного случая значительного ослабления второй гармоники [/С ~ (10-30) дБ] можно достичь, если излучатель на второй гармонике будет иметь активную и реактивную составляющие полного входного сопротивления порядка нескольких сотен - тысяч омов. То есть полное входное сопротивление излучателя должно быть аналогично полному входному сопротивлению

ifi 113

высокодобротного параллельного контура вблизи частоты резо- анса.

Проведенные на ЭВМ расчеты показывают, что описанная качественная зависимость коэффициента К2 от полного входного сопротивления излучателя на частоте второй гармоники наблюдается и при других значениях элементов схемы АГ, отличных от рассмотренного примера.

Для выяснения возможности создания излучателей, полное входное сопротивление которых на частоте второй гармоники аналогично полному входному сопротивлению высокодобротного параллельного контура вблизи частоты резонанса, исследовались излучатели полосковой конструкции с увеличенной электрической длиной. Эскизы вибраторов показаны на рис. 6.10 и 4,12,6, а результаты их экспериментальных исследований - на рис. 6.11 и 4.13 (кривая /). Кривые 1 и J рис. 6.11 соответствуют частотной зависимости импеданса вибратора, изображенного на рис. б.Ю.а, а кривые 5 и 2 -на рис. 6.10,6. Размеры / и b всех исследуемых вибраторов равны и указаны в § 4.1.

60 80 100 W no Ш 180 200 ZZO ZW 260 280 /,МГц JPhc. 6.11. ЧХ импеданса излучателей с увеличенной электрической длиной

Возвратимся к рассмотренному ранее примеру антенны АГ-2. Расчеты показали, что при использовании в антенне транзистора КТ904А необходимое для осуществления генерации и согласования яа рабочей частоте 90 МГц емкостное сопротивление излучателя должно составлять 240 Ом. Как видно из измеренных частотных зависимостей, реактивные составляющие полного входного сопротивления всех вибраторов на частоте генерации примерно соответствуют данному требованию, однако на удвоенной рабочей частоте полные входные сопротивления различны и наилучшая фильтрация гармоник может быть обеспечена при использовании излучателя, изображенного на рис. 4.12,6. Данный излучатель имеет парал-

лельный резонанс на частоте, несколько большей, чем удвоенная рабочая, и измеренное полное входное сопротивление его Zan> >200+j 3000 Ом, что создает хорошие условия для фильтрации второй гармоники в рассматриваемой антенне-генераторе. Экспериментальные исследования антенны АГ-2 показали, что при использовании описанного вибратора коэффициент фильтрации вто* рой гармоники составляет -30 дБ.

Таким образом, применяя различные методы увеличения электрической длины вибраторов, можно добиться требуемого хода ЧХ полного входного сопротивления для достижения не только заданных мощности излучения на основной гармонике и частоты генерации, но и уровня внеполосных излучений. Аитенны-генераторы с пониженным уровнем внеполосного излучения удовлетворяют существующим требованиям к электромагнитной совместимости маломощной портативной передающей аппаратуры, что расширяет возможные области их применения.

6.3. РАСЧЕТ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАЦИИ И МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ

Мощность излучения и частота генерации являются одними из основных параметров АГ, расчет которых при замене излучателя эквивалентным двухполюсником с сопротивлением Za сводится к расчету соответствующих параметров автогенераторов на инерционных активных приборах. Метод расчета автогенераторов на инерционных транзисторах подробно изложен в [78]. В его основу положено определение У-параметров АП в режиме большого сигнала, что позволяет, используя материалы [78] и гл. 2, провести расчет энергетических параметров АГ.

Для примера в табл. 6.1 совместно с экспериментальными данными представлены результаты вычислений параметров антенны-генератора АГ-1. Расчетное значение отличается от экспериментального результата на 37%. Указанная погрешность обусловлена не только приближенностью методики расчета параметров активного прибора, но и неточностью измерений и расчетов параметров элементов контура и излучателя. Достаточно большие погрешности измерений параметров элементов схемы существенно влияют и на расчетную величину КПД контура. Кроме того, расчетный КПД транзистора по причинам, оговоренным в гл. 2, значительно отличается от экспериментального. Указанные факторы приводят к большой погрешности вычислений КПД аитенны-генератора Т]оа=Т]кТ]Т]а.

Приведенные в табл. 6.1 расчетные и экспериментальные значения коэффициента фильтрации второй гармоники достаточно хорошо совпадают. Однако следует заметить, что в других случаях могут быть получены расхождения теоретических и экспериментальных данных, особенно при применении излучателей с параллельным резонансом вблизи частоты второй гармоники, когда параметры излучателя ввиду больших погрешностей измерений определяются неточно.

5* L15