Свежие обсуждения
Радиоприем

Спиральные резонаторы

1 8 10

Если требования не столь жесткие, можно резонаторы делать прямо на текстолите печатным способом.
Я делал такие штуки с тремя парами связанных контуров (плюс 2 СВЧ-транзистора с ОБ между ними). Причем вся эта штука перестраивалась 12-ю варикапами по очень широкому диапазону 50-170МГц. Полоса 3-5МГц.

 

Я тоже когда-то "баловался" с такими катушками и пришел к неутешительным выводам. Спиральные печатные катушки в виде "улитки", в силу физических свойств данного конструктива, обладают очень низкой добротностью, которая не идет ни в какое сравнение с цилиндрическими. Добротность тем меньше, чем плотнее заполнена "сердцевина" катушки. И наоборот, если середина не заполнена витками, добротность растет. Лучшая добротность у тех, у которых спиралька только по периметру, в пределе это один виток. И ни в коем случае не должно быть металлизации на обратной стороне платы (выборки или полное ее отсутствие).

 

У немцев было "модно" делать на таких контурах ФСС для телевизоров.

 

Тут есть хитрость, которая поднимает добротность. Смотрите сами: катушка находится вблизи текстолита, который имеет свою диэлектрическую проницаемость. Он-то и съедает необходимую добротность. Нам необходимо всего лишь вытеснить поле из диэлектрика, чтобы увеличить добротность катушки. На это решение есть даже патент. Хотя все достаточно просто.
На другой стороне печатной платы делается такая же катушка, но в зеркальном отражении. Так мы получаем расположение витков одной катушки строго над такими же витками другой катушки. Концы катушек соединяются вместе, так чтобы образовалось параллельное включение индуктивностей. По законам физики поле вытесняется из пространства между витками этих двух катушек - то есть из текстолита.
Такие катушки применялись в военных станциях радиоразведки, которые помогли в свое время запеленговать Дудаева...

 

Delanet,вы меня сильно заинтриговали. Ужасно интересно. Только вот не совсем понимаю.
Delanet: Смотрите сами: катушка находится вблизи текстолита, который имеет свою диэлектрическую проницаемость. Он-то и съедает необходимую добротность. Вы хотите сказать про потери в диэлектрике? Вроде сама по себе диэлектрическая проницаемость не должна вредить. Текстолит можно использовать на очень высоких частотах до Гигагерцев. Да и обычная циллиндрическая катушка, намотанная на каркасе из текстолита имеет неплохую добротность.
Я думаю, дело тут не в этом. Мне кажется, что внутренние витки "улитки" являются своеобразным проводящим "сердечником", и если их ширина достаточно большая, в плоскости материала могут возникать своеобразные наводимые вихревые токи, которые и уменьшают добротность. Я ж говорю, когда-то экспериментировал и пришел к такому выводу. Чем уже печатная дорожка, тем выше добротность, но до определенной степени.
Но в том, что вы говорите, есть определенный резон, если действительно поле вытесняется наружу. Даже руки зачесались попробовать. А где про это почитать можно? Должны же выполняться какие-то определенные оптимальные соотношения, я имею в виду, диаметр катушки, толщина материала и т. д.

 

Я тоже вставлю своё соображение.
Между параллельными витками катушек на противоположных сторонах платы с двухсторонней металлизацией электрическое поле действительно отсутствует, т.к. эти витки эквипотенциальны, но это не означает, что электрическое поле вытесняется из диэлектрика! Оно в той же степени, как и в односторонней катушке, присутствуетет между соседними витками спиральной катушки. Но, если сравнивать с "печатной" катушкой на одной стороне двухсторонней платы, где нижняя сторона - сплошной экран, то выигрыш в добротности получится точно. Именно, из-за устранения электрического поля из-под витков спиральной катушки на подложку.

 

2 ВиНи
Даже если однослойную катушку делать без экрана на второй стороне, все равно получаем значительный выйгрыш по добротности у двухслойной катушки.
Точное обоснование уже не помню, но из объяснений самого изобретателя такого финта запомнил именно то, что присутствие электрического поля в диэлектрике минимально.

2 Zandy
Разговор идет об резонаторах на 100-500МГц. Сама индуктивность имеет всего несколько витков в виде улитки + полувиток для подстройки индуктивности + индуктивность выводов варикапов. Естественно внутренние витки не сходятся на нет.
Почитать - не знаю. Тема раньше была закрытая, военная.

 

Zandy: Текстолит можно использовать на очень высоких частотах до Гигагерцев.
Лет 20 назад увлекался антенными решетками... из пластин стеклотекстолита, как полуволновых разрезных вибраторов . Половины вибратора -фольга с двух сторон. В центре печатка усилителя с резонансным печатным контуром на входе. Суммирование сигналов отдельных вибраторов,- после усиления. (параметры решетки просто фантастические для той элементной базы, но мы сейчас о другом) Так вот, для этой работы проверялись потери в советском стеклотекстолите. Цифры уже не помню, но легко повторить. Берем Q-метр, подключаем две плоские пластины конденсатора, измеряем.Вводим в зазор текстолит..измеряем...немного плакаль..., если частоты были выше 200MГц....

 

Vlad_Petr: немного плакаль..
Точно, точно, ещё как... 5мм "пятачок" с 1мм прорезью вокруг "по Жутяеву" на "горячем конце" контура 300...350 МГц снижает Q на 10...70 %.

 

Да никто и не говорит, что сивуха лучше чистого медицинского. Все в этом мире относительно, и понятно, что текстолит по своим потерям хуже, чем вакуум, воздух или спец. ВЧ материалы, типа керамики, фторопласта, флана, поликора и т. д.
Речь - то о другом шла. Я утверждал, что в катушках типа "улитки" добротность определяется не материалом диэлектрика, а именно ее конфигурацией. Другими словами, если сделать воздушную "улитку" из медной (толстой) проволоки, то ее добротность будет гораздо ниже, чем у цилиндрической. Delanet высказал интересную идею, правда совершенно непонятна ее физика.

Что касается текстолита (FR4), делаем на нем планарные антенны на 1 - 2 ГГц. Полет нормальный. Раньше делали на ФАФе. Потом подумали и решили, чего ради деньги напрасно переводить?