4.3. Потери в элементах цепи согласования и энергетические характеристики элементов и понятие добротности контура

При протекании токов по элементам цепи согласования они разогреваются, и часть ВЧ энергии переходит в тепло. Такой вид потерь обусловлен конечной величиной добротности элементов схемы. Для правильного выбора стандартных элементов ЦС по типу и расчета нестандартных элементов кроме номинального значения параметра необходимо знать значения токов, протекающих по элементам, и напряжений, действующих на них, уровень рассеиваемой мощности, а также полную реактивную мощность, выраженную в ВАР.

Рассмотрим порядок определения энергетических параметров элементов на примере простейшей согласующей цепи в виде параллельного контура третьего вида (рис.4.14).

Рис.4.14.

На рис. 4.14 сопротивление потерь в элементах показаны пунктиром. Их величина рассчитывается по формулам:

где - добротность катушки индуктивности, - тангенс угла потерь конденсаторов.

Добротность контура холостого хода это добротность ненагруженного контура. Ее величина определяется следующим отношением

где и - индуктивность и емкость контура, полученные при его последовательном обходе, - омическое сопротивление потерь всех элементов контура при его последовательном обходе.

При правильном выборе типа конденсаторов потери в них в несколько раз меньше потерь в катушках индуктивности. По этой причине добротность контура холостого хода в основном определяется потерями в катушках индуктивности. При расчетах с достаточной для инженерной практики точностью можно считать

Потерями в конденсаторах при этом либо пренебрегают, либо соотносят к потерям в катушках индуктивности.

В диапазонах ОВЧ и УВЧ катушки индуктивности могут быть выполнены как в сосредоточенном виде, так и в виде полосков. Способ реализации индуктивностей зависит от величины индуктивности и тока, протекающего по ней.

Катушки индуктивности с выполняются в сосредоточенном виде. Они наматываются проводом с шагом на каркасы. При достаточной жесткости провода катушки индуктивности могут быть бескаркасными. В зависимости от рабочей частоты, способа изготовления катушки, диаметра провода намотки и его покрытия добротность катушек индуктивности ОВЧ диапазона может составлять от 100 до 400 единиц [5, 31].

Малые значения индуктивностей (L<0.1 мкГн) целесообразно выполнить печатным образом на плате из стеклотекстолита или другого материала в виде полосок определенной длины, ширины и толщины. Максимальная добротность таких индуктивностей обычно не превышает 150 единиц [5, 31]. Для реализуемости любой расчетной индуктивности рекомендуется выбирать .