Для определения индуктивности катушки круглого gqeHHH пользуются формулой [40]

МмкПД- -ю-. (2.18)

Приведенная формула обеспечивает необходимую для практики точность при условии, что />0,3D. При />/) формула упрощается и принимает вид

ИП=-. (2.19)

Индуктивность многослойной цилиндрической катуш-jgj с намоткой типа «универсаль» или с намоткой вна-вал [40]:

0.08 №р)=

где Хср - средний диаметр катушки, см; t-длина катушки, см; с - толщина катушки, см; п - число витков.

При фильтрации сетей электропитания большой мощности индуктивность дросселя на частоте 0,25 МГц обычно не превышает 10 мкГ. Применение в этих условиях обычных витковых дросселей ограничивается техническими трудностями, связанными с потреблением больших токов. Эти трудности устраняются применением безвитковых дросселей.

Такой дроссель представляет собой прямолинейный токоведущий стержень, окруженный магпитопроводом в виде толстостепной трубы из ферромагнитного материала.

Индуктивность безвиткового дроселя определяется магнитным потоком, проходящим по магнитопроводу под действием тока [23]:

L0,2ixrhln{d2ldi), (2.21)

где --начальная магнитная проницаемость для данного тока подмагничивания, мкГ/м; /im -длина магнитопровода, м; с?2 - наружный, di - внутренний диаметр Магнитопровода, м.

При расчетах по формуле (2.21) необходимо учитывать зависимость магнитной проницаемости от частоты при различных токах подмагничивания и принимать rf2/c?i<4.

Элементы фильтров ультра- и сверхвысоких частот.

Как известно, общность основных результатов теории

* 121

фильтров является весьма глубокой для всех частотпы); диапазонов. Однако специфические особенности СВЧ ц. пей такие, как периодичность частотных характеристщ наличие высоких типов волн и многообразие исходны элементов с известными свойствами, требуют определен, ного подхода к этим цепям, направленного либо в сто. рону использования указанных дополнительных свойсть либо их коррекции и подавления.

Катушки и конденсаторы на УВЧ и СВЧ заменяются резонансными отрезками длинных линий, коаксиальиц, ми, полноводными, объемными резонаторами. Вносимые потери рассматриваются исходя из понятия коэффициента стоячей волны напряжения (КСВН). Затухание колебаний в диапазоне СВЧ вызвано явлением имитации поверхностного эффекта.

Типичный фильтр СВЧ диапазона, используемый в системе экранирования, представляет собой ФНЧ в виде коаксиальной линии, включенной в помехонесу-щую сеть. Полоса задерживания фильтра располагается в области СВЧ, где должно обеспечиваться требуемое затухание.

Конструкция фильтров обычно такова, что СВЧ токи проходят вдоль тонкой электрически проницаемой пленки, нанесенной на внутренней поверхности диэлектрической трубки с высоким значением диэлектрической проницаемости Ег, а токи на частотах ниже частоты среза фильтра, в том числе постоянный ток и ток промышленной частоты, проходят через центральный провод коаксиального кабеля.

Создание различных путей для токов УВЧ или СВЧ и токов нй частотах в полосе пропускания фильтра основано иа явлении поверхностного эффекта.

Эквивалентный контур элементарного фильтра, имитирующего скин-эффект, представляет собой параллельное соединение двух четырехполюсников. Один из них имеет очень большие потери из-за высокого значения е,-. Он представляет собой электрически длинную линию, физическая длина которой, однако, невелика. Второй четырехполюсник эквивалентен внутреннему проводнику - стержню, служащему для передачи токов на частотах ниже частоты среза фильтра.

Уже на частотах выше 300 МГц весьма сложно получить сосредоточеннную высокодобротную индуктивность, а на частотах выше 1 ... 2 ГГц - сосредоточен-

/jt) емкость. Поэтому при сосредоточении энергии по-!геХ вблизи 400 ... 500 МГц и выше соответствующие мльтры выполняются, как правило, с распределенными параметрами. Меняя электрическую или физическую

дйНу линии, получают сопротивление соответствующего характера.

Важное место в проектировании фильтров УВЧ и СВЧ занимает поглощающий материал. В качестве та-0Х материалов используются различные марки ферритов, карбонильное железо, альсиферы и др. Наиболее эффективным материалом следует считать суспензию порошковых магнитных сплавов в эпоксидном составе. Поглощающие материалы самым различным образом могут быть размещены в фильтре. Например, в коаксиальном фильтре поглощающий материал помещается в виде шайб в металлическом корпусе, одеваемых на токоведущий стержень. Количество шайб определяется требуемой величиной ослабления помех.

Таким образом, основные элементы ФНЧ для УВЧ и СВЧ диапазонов являются элементами с рассредоточенными параметрами, характеристики которых определяются их размещением и общей конструкцией.

Вопросы проектирования фильтров УВЧ и СВЧ подробно рассмотрены в [41, 42]. Следует, однако, учитывать, что применительно к системам экранирования эти фильтры во многих случаях должны быть рассчитаны на сравнительно высокие уровни проходящей мощности и удовлетворять другим требованиям, указанным выше.

2.8. Применение и конструкции фильтров

Эффективность каждого из фильтров, включенных в помехонесущие сети, не должна быть ниже общей эффективности системы фильтрации в целом, которая, в свою очередь, должна быть не менее эффективной, чем экрап. Получение наиболее совершенных характеристик фильтра обусловлено соответствующей проработкой его конструкции.

Конструкция фильтра в основном определяется его эффективностью, назначением и расположением относительно РЭА и экрана. При разработке конструкции фильтра учитывают: 1) общее число и взаимное распо-Шете потенциальных источников помех внутри и вне Аппаратуры, 2) диапазон частот, спектральные и другие