Выходные колебательные системы ГВВ. Общие сведения и требования к ним.

Каждому каналу связи, а следовательно, и передатчику отводится определенный спектр частот, который является основным, полезным. Колебания, выходящие за его пределы, подразделяют на внеполосные и побочные. Внеполосные колебания обусловлены в первую очередь нелинейностью модуляционной характеристики ВЧ тракта и находятся в близи рабочей полосы частот. Поэтому колебательные цепи не отфильтровывают их и единственный путь по снижению внеполосных колебаний – правильный выбор типа электронного прибора, его режима работы, введение обратных связей. Побочные колебания располагаются достаточно далеко от рабочей полосы частот и обусловлены, как правило, работой электронного приборы с отсечкой тока. В частности в выходном токе (напряжении) генератора с внешним возбуждением содержатся высшие гармонические составляющие с частотами nw, где n – номер гармоники. Через элементы выходной колебательной системы (ВКС) передатчика протекают токи высших гармоник, и при некоторых условиях мощность, развиваемая высшими гармониками в антенне (фидере), может достичь ощутимых величин.

Рост числа линий радиосвязи, радиовещания и телевидения вынуждает предъявлять жесткие требования к условию мощности побочных излучений. Во избежание образования помех соседним каналам связи, а также телевизионному приему установлены Международные рекомендации и Всесоюзные нормы на мощности побочных излучений. В зависимости от диапазона частот и уровня мощности несущего колебания на основных частотах оговаривается допустимое значение мощности побочных излучений: абсолютная допустимая мощность ( ) либо относительная, выраженная в децибелах . Например, в передатчиках КВ мощностью менее 1 кВт уровень высших гармоник должен быть не выше 50 дБ, а мощностью выше 1 кВт уровень высших гармоник не должен превышать 50 мВт.

Таким образом, ВКС передатчика помимо трансформации сопротивления нагрузки (входного сопротивления фидера или антенны) в номинальное сопротивление (R_экв.) на частоте первой гармоники в рабочей полосе частот должна обеспечивать заданное ослабление (фильтрацию) высших гармоник. Основные трудности в построении выходной цепи состоят в том, что цепь является фильтром, который работает при относительно высоких уровнях токов и напряжения, а следовательно, она должна вносить малые потери мощности, т.е. обеспечивать высокий КПД, под которым понимается отношение мощности в нагрузке к мощности на входе колебательной системы, отдаваемой электронным прибором на основной частоте: .

Фильтрующие свойства колебательной системы на частоте n-ой гармоники можно оценивать через коэффициент фильтрации по току или напряжению: ; .

Обычно общий коэффициент фильтрации выражается в дБ: , .

Из расчета режима работы электронного прибора обычно известен ток или напряжение n-ой гармоники, поступающей на вход колебательной системы: I_ВХn, U_ВХn. С другой стороны, амплитуда тока I_Нn или напряжения U_Нn гармоники на выходе колебательной системы определяется из допустимой мощности n-ой гармоники: или , где или - активная составляющая сопротивления или проводимости нагрузки на частоте n-ой гармоники. Следовательно, можно определить дополнительный коэффициент фильтрации по току и напряжению: ; (рисунок 1).

Очевидно, что коэффициент фильтрации, обеспечиваемый колебательной цепью, должен быть больше или равен допустимому.

Рисунок 1.К пояснению коэффициента фильтрации.