GRUPA A 9. W liniach sprzężonych wraz ze współczynnikiem sprzężenia Sprzęgacz kierunkowy jest czterowrotnikiem, w którym części mocy fal w
1. Klistron dwuwnękowy jest lampą elektronową wzmacniającą czy a)zwiększa się torze głównym, biegnących w przeciwnych kierunkach, wyprowadzane są
generującą? b)maleje oddzielnymi wrotami (dlatego nazywany kierunkowym). Sprzęgacz
Wzmacniającą stosunek rodzajowych impedancji charakterystycznych? Podaj wyrażenia kierunkowy tworzą 2 prowadnice falowe z odpowiednim mechanizmem
2. Narysuj charakterystyki klistronu refleksowego  częstotliwość i moc określające współczynnik sprzężenia w zależności od parametrów pobudzania  patrz rysunek.
wyjściowa w zależności od napięcia reflektora. Skomentuj wykresy. jednostkowych linii (indukcyjności i pojemności własnej i wzajemnej na Fala płynie w torze głównym od wrót  1 do  2 , część mocy przepływa do
jednostkę długości) i w zależności od impedancji rodzajowych. wrót  3 , natomiast wrota  4 są izolowane. Gdy fala płynie w torze
głównym od wrót  2 do  1 , to część mocy przepływa do wrót  4 ,
Zce i Zco  impedancje chrakterystyczne. Impedancje te pozostajÄ… w prostej natomiast wrota  3 sÄ… izolowane.
realcji z tzw. współczynnikiem sprzężenia linii: Sprzęgacz kierunkowy jest czterowrotnikiem odwracalnym, gdy w fala
płynie w torze pomocniczym od wrót  3 do  4 , to część mocy przepływa
Lm Cm Zce - Zco
do wrót  1 w torze głównym, a wrota  2 pozostają izolowane, itd.
k = kl = = kc = =
Kolejne wyrazy macierzy rozproszenia są opatrzone własnymi nazwami.
L1 C1 Zce + Zco
Zanotujmy najpierw, że sprzęgacz kierunkowy winien być dobrze
Ponadto, impredancje to dobrane są aoby spełnić warunek dopasowania
dopasowany we wszystkich wrotach.
impedancyjnego: Z =sqrt(Z Z ), Z  impedancja odniesienia
0 ce co 0
" Sprzężenie sprzęgacza C (coupling) definiowane jest
10. Zad. Problemowe: Narysuj schemat obwodu dopasowującego następująco:
impedancję obciążenia do impedancji charakterystycznej toru ze
strojnikiem równolegle włączonym w linię i opisz lub przedstaw na " Izolacja sprzęgacza I (isolation) opisuje transmisję
wykresie Smitha konstrukcję obwodu ze strojnikiem równoległym w sygnału między wrotami, które powinny być izolowane. W praktyce
postaci zwartego na końcu odcinka linii. jednakże izolacja nie jest pełna.
" Kierunkowość sprzęgacz (directivity) jest
bardzo ważnym parametrem, gdyż pokazuje jaka jest różnica między
mocami sygnałów we wrotach sprzężonych i izolowanych:
Mówi się, ze klistron gen. np na zerowym zakr drgan (zw. obsz lu stref
14. Zad. Problemowe: Narysuj schemat ideowy wzmacniacza
drgan). Oznacza to, iz liczba n=1. Zakres pierwszy odpowiada n=1, itd.
zrównoważonego i opisz zasadę działania, jego właściwości oraz zalety.
Pomiędzy zakresami brak drgań, bo paczki elektronów powracają gdy pole
w.cz. jest dla nich przyspieszajace (elektrony nie moga oddac en
Istotnym elementem wzmacniacza zrównoważonego sÄ… 3 dB/90°sprzÄ™gacze
rezonatorowi)
kierunkowe, będące pasywnymi czterowrotnikami, przeznaczonymi do
kierunkowego przesyłania i podziału mocy doprowadzonych sygnałów. W
układzie zastosowano sprzęgacz Lange'a, składający się z dwóch par linii
Zależność mocy wyjściowej klistronu refleksowego a) oraz charakterystyki
mikropaskowych połączonych krzyżującymi się przewodami.
przestrajania elektronowego b) w funkcji napiecia Urlf przy stalym nap
Jednosekcyjne sprzęgacze zbliżeniowe pozwalają uzyskać pasmo
przyspieszajacym (napieciu stalym zasilajacym rezonator).
przenoszenia rzędu oktawy. We wzmacniaczu zrównoważonym zarówno
obwód wejściowy jak i wyjściowy, współpracujący z każdym z elementów
aktywnych, zapewnia dopasowanie szumowe i stałość wzmocnienia w
całym pasmie przenoszenia. Dopasowanie do impedancji 50ohm
3. Magnetron jest lampÄ… generujÄ…cÄ… moc mikrofalowÄ… z :
realizowane jest przez 3 dB/90° sprzÄ™gacze kierunkowe na wejÅ›ciu i
a)dużą (rząd sprawności 50%-80%)
wyjściu układu.
Do podstawowych zalet wzmacniaczy zrównoważonych należy zaliczyć
4. Zad. Problemowe: Wyjaśnij zasadę działania cyrkulatora
- dobre dopasowanie na wejściu i wyjściu umożliwiające łatwe łączenie
ferrytowego, podaj postać macierzy rozproszenia cyrkulatora idealnego i
poszczególnych stopni odbiornika w kaskadę - w prezentowanym
przykłady stosowania w technice b.w.cz.
rozwiÄ…zaniu RL < -18 dB.
- możliwość jednoczesnego zapewnienia, obok dopasowania
energetycznego, minimalnej wartości współczynnika szumów, w
prezentowanym rozwiÄ…zaniu F < 0.8 dB
- dobra separacja poszczególnych stopni między sobą w układzie
wielostopniowym.
11. Współczynnik fali stojącej definiuje się jako stosunek:
a)amplitud zespolonych fal napięciowych U+ i U-,
b) napięć mierzonych w przekrojach maksimum Um i minimum Um
rozkładu fali stojącej
Oblicz WFS wiedząc, że straty powrotu zmierzone skalarnym analizatorem
sieci RT = 20dB. O ile mniej wydzieli siÄ™ mocy w niedopasowanym
Cyrkulator ferrytowy- rozgałęzienie falowodowe z wkładką ferrytową o
obciążeniu o podanej mierze strat powrotu? Podaj wynik w mierze
trzech lub czterech wrotach wyjściowych. Sygnał doprowadzony do
bezwzględnej i decybelowej.
pierwszych wrót może być odebrany tylko przez drugie wrota, podczas gdy
1 1+ | “ | P
-
sygnał z wrót drugich przechodzi tylko do trzecich, a z trzecich z powrotem
R.L. = 20 log ,WFS = , =| “L |2 =| “ |2
do pierwszych (w trójwrotniku). Zasada działania cyrkulatora polega na
| r | 1- | “ | P+
GRUPA B
skręceniu przebiegu linii sił pola magnetycznego przez wewnętrzne wkładki
1. Lampa z falą bieżącą wykorzystywana jest do:
ferrytowe
12. Zad. Problemowe: Dwuwrotnik pasywny opisany jest parametrami
a)Wzmacniania
Charakteryzuje siÄ™ macierzÄ… rozproszenia (w przypadku idealnym):
rozproszenia S. Wprowadzane przez niego tłumienie definiuje się
b)Generacji Mocy mikrofalowej
następująco A(dB) = 10 log P1/P2, gdzie P1 to moc dysponowana
2. Takie same zadanie jak w grupie A
generatora a P2 to moc wydzielona w obciążeniu dopasowanym. Wykazać,
3. Półprzewodnikowa dioda Gunna jest elementem aktywnym o ujemnej
że tłumienie A(dB) jest sumą tłumienia A1(dB) wywołanego odbiciem
rezystancji stosowanym w generatorach o:
5. Miarą zdolności anteny mikrofalowej do
mocy  od wejścia i tłumienia A2(dB) wywołanego stratami mocy na
a)dużej
koncentracji mocy promieniowanej w określonym
ciepło Joule a w stratnym układzie pasywnym. Zdefiniować tłumienia
b)małej Sprawności energetycznej. Podaj rząd sprawności: 1-2%
kierunku jest:
A1(dB) i A2(dB) i wyprowadzić lub podać wyrażenia na A1(dB) i A2(dB)
a) kierunkowość i zysk anteny,
w zależności od parametrów S.
4. Zad. Problemowe: Opisz techniki pozyskiwania większych mocy z
b) jej impedancja promieniowania i impedancja wejściowa,
wykorzystaniem tranzystorów mikrofalowych lub wzmacniaczy
c) jej sprawność energetyczna wyrażona stosunkiem mocy doprowadzanej
wykonanych w technologii MMUS/MMIC.
do anteny do mocy przez niÄ… wypromieniowanej ?
Narysuj charakterystykę częstotliwościową reflektancji (strat powrotu)
anteny mierzonej skalarnym analizatorem sieci. Podaj stosowny komentarz.
(na rys: Y  dB od -20 do 0 co5, X  f GHz od 0,5 do 3 co 0,5)
6. Skanowanie przestrzenne wiązką antenową może być pozyskane
dzięki włączonym w sieć formowania wiązki:
a) wielostanowym cyfrowym przesuwnikom fazy,
b) dzielnikom mocy i sprzęgaczom kierunkowym zapewniającym
nierównomierny rozkład mocy doprowadzanej do elementów
promieniujących tworzących wiersz lub kolumnę układu antenowego,
c) dzięki zmianie częstotliwości sygnału doprowadzanego do anteny
d) macierzy Butlera NxN, która charakteryzuje się stałą różnicą fazy
sygnałów mierzonych w przyległych jej wrotach wyjściowych, zmienianą
wraz z przełączaniem sygnału antenowego od wrota do wrota wejściowego
macierzy?
13. Zad. Problemowe: Narysuj schemat ideowy sprzęgacza
7. Czysty rodzaj TEM powstaje w prowadnicy falowej spełniającej
kierunkowego o liniach sprzężonych oraz naszkicuj sprzęgacz wykonany w
następujące warunki:
technice sprzężonych symetrycznych linii paskowych. Zdefiniuj warunki
a)nie zmieniane wzdłuż prowadnicy wymiary przekroju poprzecznego,
idealnej realizacji sprzęgacza, opisz jego właściwości i zapisz jego macierz
b)co najmniej jeden przewodnik,
rozproszenia.
c)co najmniej dwa przewodniki, ogólnie N przewodów,
d)ośrodek dielektryczny złożony z wielu planarnie ułożonych warstw
dielektrycznych o różnych przenikalnościach elektrycznych,
e)jednorodny ośrodek dielektryczny, w którym znajdują się przewody linii.
f)W linie N przewodowej rozchodzić się może N niezależnych rodzajów
pola,
g) W linie N przewodowej rozchodzić się może N+1 niezależnych rodzajów
pola
h) W linie N przewodowej rozchodzić się może N niezależnych rodzajów
pola
c) wzmaczniaczmocy wyjściowej 17,4W o wzm. 11.6 dB w zakr f 3,7-4,2
8. W falowodzie prostokątnym podstawowym rodzajem pola jest: GHz i spr 48%, d) ukł. o 4 wzm. mocy oraz dzielnikach na wejściu i
a) rodzaj TM - określa liczbę całkowitych zmian wzdłuż szerszej ścianki sumatorach na wyjściu
falowodu 5. Takie same zadanie jak w grupie A
2Ä„
c
6. W celu zmniejszenia poziomu listków bocznych charakterystyki
fg = ² [Hz] g =
g promieniowania wieloelementowego układu antenowego należy zapewnić:
2Ä„
²g a)równomierny
b)nierównomierny
b) rodzaj TE -określa liczbę całkowitych zmian wzdłuż węższej ścianki
Rozkład mocy/amplitud sygnału rozprowadzanego do poszczególnych
falowodu
promienników? Podaj z nazwy przykładowe rozkłady amplitud
c) moce TE
stosowanych w technice anten wieloelementowych.
Podaj zależności określające krytyczną długość fali i częstotliwość
7. Takie same zadanie jak w grupie A
krytycznÄ… (f ) dla falowodu z rodzajem podstawowym.
g
(?)
8. W falowodzie kołowym podstawowym rodzajem pola jest rodzaj:
a)TE11
b)TE01
c)TM01
Podaj zależności określające krytyczną długość fali i częstotliwość
krytycznÄ… (f )dla falowodu z rodzajem podstawowym.
g
c 2Ä„
f = ² [Hz]
g =
g g
2Ä„
²g
9. Takie same zadanie jak w grupie A
10. Takie same zadanie jak w grupie A
11. Straty powrotu sÄ… miarÄ… decybelowÄ… stosunku:
a)U+ i U-
b)U- i U+
c)|U+| i |U_|
Oblicz WFS wiedząc, że straty powrotu zmierzone skalarnym analizatorem
sieci R.L.=6dB. O ile mniej wydzieli siÄ™ mocy w niedopasowanym
obciążeniu o podanej mierze strat powrotu? Podaj wynik w mierze
bezwzględnej i decybelowej.
1 1+ | “ | P
-
R.L. = 20log ,WFS = , =| “L |2 =| “ |2
| r | 1- | “ | P+
12. Takie same zadanie jak w grupie A
13. Zad. Problemowe: Narysuj schemat ideowy dzielnika Wilkinsona o
równym podziale mocy, opisz jego właściwości i zapisz macierz
rozproszenia (przy f =f )
0
Dzielnik Wilkinsona jest trójwrotnikiem służącym do dzielenia mocy na
równe części, choć w specjalnych konstrukcjach podział mocy może być
dokonany w innych proporcjach. Dzielnik jest elementem pasywnym,
odwracalnym, ale nie bezstratnym  rysunek
Właściwości dzielnika Wilkinsona są następujące:
- wszystkie wrota dzielnika sÄ… dopasowane.
- moc doprowadzona do wrót  1 dzieli się równo i po połowie między
wrota  2 i  3 ,
- wrota 2 i 3 są izolowane, a moc doprowadzona do wrót  2 w połowie
wypłynie
wrotami  1 , a w połowie zostanie wydzielona w rezystorze
W swej najprostszej postaci dzielnik pracuje dobrze w wąskim paśmie
częstotliwości.
Macierz rozproszenia
011
îÅ‚ Å‚Å‚
- j
ïÅ‚100śł
[S] =
ïÅ‚ śł
2
ïÅ‚100śł
ðÅ‚ ûÅ‚
14. Zad. Problemowe: Narysuj schemat ideowy tłumika regulowanego
prądowo z diodami PIN/modulatora/przełącznika mocy w układzie dwa
sprzęgacze kierunkowe 3 dB  jedna, dwie lub trzy pary diod PIN. Opisz
zasadę działania, właściwości i zalety.