Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ (1988) (1095425), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Если требуется обеспечить передачу волны Нц в одном направлении, то один из концов круглого волновода закорачивают, причем для разветвления на рис. 2.14, а расстояние между центром щели и короткозамыкателем должно быть близким Х,/4. а в случае, показанном на рис. 2.14, б — близким Ха~2. Рассмотрим теперь способы еоз0ужЗенил осесимметричной волны Еег в круглом волноводе от прямоугольного волновода с волной Ню без промежуточных коаксиально-волноводных переходов. Нп Рис. 2.14. Тройниковые разветвления прямоугольного и круглого вол- иоводсв В устройстве, показанном на рис. 2.15, а, прямоугольный волиовод соединяется с круглым через поперечное отверстие.
Для лучшего возбуждения волны Ем круглый волновод с одной стороны закорачивается на расстоянии Х, вы/2 от возбуждающего отверстия. Для подавле- Литлгания паразитной волны низшего типа Нп, котов рая также возбуждается отверстием, в короткозама кнутом отрезке круглого волновода располагают и тонкое металлическое а1 кольцо. Периметр кольца выбирают близким 2аь чтобы волна Ны возбуждала в нем резонансные колебания с одной вариацией тока по периметру. Это резонансное кольцо действует иа волну Ны подобно короткозамыкателю. Располагая кольцо на расстоянии Л,ны/4 от центра щели, удается эффективно подавить волну Нп в круглом волноводе. На волну типа Еоь силовые линии электрического поля которой радиальиы и лежат в плоскости кольца, резонансное кольцо практически не влияет.
Рнс. 2.15. Способы возбуждения волны Еаг в круглом вслноводе Другой возбудитель волны Ем в круглом волноводе с высокой степенью подавления паразитной волны Нн показан иа рис. 2.15, б Прямоугольный волновод сочленяется с круглым, так же как в предыдущей конструкции, с коротким замыканием одной половины круглого волновода непосредственно у места сочленения. Кроме того, в круглом волноводе помещено резонансное кольцо, закорачивающее его для волны Нц. Волна Ньь просочившаяся через резонансное кольцо, испытывает поглощение, возбуждая через про- Гне. 2дб.
Пленный нерекод для возоуждення волны Нм в круглом вол- новоде дольные щели в стенках круглого волновода коаксиальный резонатор с колебаниями типа Ноы. В пучиости электрического поля этого резонатора помещено кольцо из поглотителя, в котором н происходит выделение энергии волны Нц. Волна Ещ не имеет поперечных токов на стенках круглого волновода и поэтому не возбуждает продольные щели и резонатор с поглотителем. Особенно трудной задачей является конструирование возбудителей волны Но, в круглом волноводе. Здесь главное требование состоит в обеспечении высокой степени чистоты возбуждения волны Нм при глубоком подавлении ряда низших и высших волн, способных к распространению в круглом волноводе большого диаметра.
На рис. 2.16 показана одна из возможных конструкций перехода от прямоугольного волновода с волной Н,о к круглому волноводу с волной Нм, основанная на принципе плавной деформации формы поперечного сечения волновода и структуры электрического поля.
Волноводный Е-тройник и две' продольные скрутки на углы 90' в противоположных направлениях образуют систему двух прямоугольных волноводов, соединенных узкими стенками и содержащих поля равной амплитуды с противоположными фазами. Затем зта система плавно преобразуется к двум секторным волноводам с общим ребром. По мере увеличения угла раскрыва сектор- ных волноводов образуется круглый волновод с продольной металлической перегородкой. Обрыв этой перегородки не изменяет структуру электромагнитного поля, и на выходе перехода получается круглый волновод с волной Ны.
Для обеспечения требуемой чистоты возбуждения волны Но, этот переход должен иметь длину 1.л лс. Определенные трудности, связанные с достижением хорошего качества согласования в широкой полосе частот, возникают также а) й) Рнс. 2нт, Коакснально-полосковые переходы при выполнении переходов от полосковых линий передачи к коаксиальным и прямоугольным волноводам.
Коаксиально-полосковые переходы в зависимости от взаимного расположения соединяемых проводников могут быть соосныии или лерпендикулярнвьни (рис. 2.!7). Для уменьшения нерегулярности в области сочленения внутренний диаметр внешнего проводника Рнс. 2ЛЗ. Волноводно-полосковый переход коаксиальной линии должен быть близким расстоянию между внешними пластинами симметричной полосковой линии или удвоенной толщине основания несимметричной полосковой линии. Для Улучшения согласования в соосном переходе делают скосы на конце полоскового проводника (рнс. 2.17, а). Согласование перпендикулярного коаксиально-полоскового перехода (рис.
2.17, 6) 'осу ществляют подбором диаметра соединительного штыря, проходя- щего через диэлектрическое основание, а также размеров коаксиальной диафрагмы на выходе из коаксиальной линии и короткого разомкнутого шлейфа из отрезка полоскового проводника. Часто коакснально-полосковые переходы совмещают с коаксиальными соединителями. Устройства для возбуждения полосковой линии передачи от прямоугольного волиовода с волной Ню называются волноводио-полос- ковыли переходами. Соединение полосковой линии с прямоугольным волноводом может быть выполнено через плавный или ступенчатый переход на П-образном волноводе (рис. 2.18).
В такой конструкции перехода обеспечивается широкополосное согласование прямоугольного волновода с полосковой линией передачи и устраняется паразитное излучение из открытого конца волновода. Повороты и изгибы линий передачи относятся к числу нерегулярностей, снижающих качество согласования и электропрочность. В уголковых изгибах любых линий передачи в той или иной мере возбуждаются поля нераспространяющихся волн высших типов, в которых происходит накопление электромагнитной энергии.
Для минимизации возника- 1 ющих из-за этого отражений а изгибы дополняют различными согласующими элементами. Например, изгиб иа 90' ковк- а) Щ сиального тракта сочетают с четвертьволновым изолятором и дополняют небольшой проточкой на внутреннем проводнике линии (рис. 2.19, а). Подбор расположения и размеров проточки, а также правильный выбор длины металлического изолятора позволяют сохра- Рис. 2.19. Повороты линий передачи с нить согласование в тракте в ипипеисанией стражений широкой полосе частот. Повороты в полосковой линии передачи согласовывают с помощью «подрезания» внешних углов примерно на !а диагонали, соединяющей внутренний и внешний углы поворота (рис.
2.19, б). Однако такие компенсированные повороты вносят небольшое добавочное запаздывание в линию передачи и это должно учитываться прн расчете электрических длин резонансных отрезков. Подрезание углов оказывается эффективным способом при уменьшрнии отражений в прямоугольных и круглых волноводах Оптимальный размер скоса (рис. 2.!9, в) находятс помощью гра- фиков, приводимых в справочной литературе. Концентрация силовых линий электрического поля в области резких изгибов снижает электрическую прочность тракта.
Этот недостаток в значительной мере устраняется в двойных поворотах и в плавных изгибах. В двойных поворотах (рис. 2.19, г) две нерегулярности разносят на расстояние Лз/4. Согласование улучшаегся как из-за уменьшения отражений от каждой нерегулярности, так и вследствие взаимной компенсации отражений от них. Плавные изгибы тракта могут быть представлены схемой замещения в виде отрезка линии передачи с несколько измененным волновым сопротивлением.
Для улучшения согласовании следует увеличивать радиус изгиба или выбирать длину изгьба кратной Л,/2. й 2.7. ОТРАЖАЮЩИЕ ПРЕПЯТСТВИЯ В ВОЛНОВОДНЫХ ТРАКТАХ Рнс. 2.20. Соосный стык прпмоутоль ныл волноводов: а — зезвз", б — схеме ззммцеенз ле1 л1 вв Лм Лзт ОВ ЭЗ Леа (о )) где а и Ь вЂ” ширина и высота волновода; Л, — длина волны в волноводе; индексы указывают на принадлежность этих величин первому или второму волноводу.
Более точная схема замещения содержит параллельно включенную емкость С, обусловленную наличием вблизи стыка волн не- распространяющихся типов. Эта емкость может быть определена Наряду с паразитными нерегулярностями реального тракта (сочленения, переходы, повороты и т. д.), ухудшающими его характеристики, в трактах применяют также полезные нерегулярности а как «строительные элементы» для согласующих 6 устройств, резонаторов, фильтров и других узлов г 1~ СВЧ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
