Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Том 1 (1970) (1152176), страница 48
Текст из файла (страница 48)
855. Принцип устройства поляризационного циркулятора, использующего эффект Фарадея в круглом волноводе ции с ферритом электрическое поле в круглом волноводе параллельно широкой стенке плеча 8. Единственным возможным направлением движения энергии из плеча 4 является плечо 1, что и требуется от циркулятора. Читатель может самостоятельно проследить движение энергии между остальными плечами рассматриваемого циркулятора, В трехплечем циркуляторе, изображенном на рис. 8.56, используется У-образный 120-градусный волноводный тройник в плоскости Н.
Ферритовый цилиндр располагается в центре тройника; постоянное магнитное поле Но перпендикулярно плоскости чертежа. Принцип действия У-циркулятора можно пояснить качественно следующим образом. Волна типа Н10, поступающая со стороны плеча 1, дифрагирует на ферритовом цилиндре и создает две поверхностные волны, обегающие намагниченный ферритовый цилиндр в двух противоположных направлениях. Подбирая диаметр цилиндра и величину Но, можно обеспе- стве основного элемента ферритового антенного переключателя, изображенного на рис.
8.57, в. Ввиду того, что развязка плеч циркулятора обычно не превьппает 30 — 40 дб, в плече, идущем к приемнику, оказывается ТЕМ необходимым включать резонансный разрядник защиты приемника. ф 8Л2. ПРОЧАЯ ВОЛНОВОДНАЯ АППАРАТУРА а. Коаксиально- волноводные переходы Рис. 8.58. Некоторые конструкции коаксиально-волноводных переходов ! — прямоугольный волновод; 2 — коакснальная линия; 3 — короткозамыкающая стенка; 4 — возбуждающий пестик или штырь; 5 — настроечные поршни 294 На рис. 8.58 схематически показано конструктивное выполнение некоторых коаксиально- Р волноводных переходов для вол- ны типа Н1о, принципиально опиф ~ч~~ санных в $ 5.1. Настраиваемый переход, изо- 7ЕЯ браженный на рис.
8.58, а, ис- пользует возбуждающий штырь, г являющийся продолжением ! внутреннего проводника коа- ла ксиальной линии. Этот штырь У -с~ ! — -с1 продолжается по другую сторону волн овода в составе вспомога- 4 тельной коаксиальной линии с 7 ЕЖ настроечным поршнем. Для обеспечения согласования служит также второй передвижной поршень, находящийся в волноводе.
Простейший фиксированный переход, показанный на рис. ф 8.58, б, снабжается обычно металлическим утолщением — «песг~ тиком», способствующим повышению пробивной прочности и увеличению широкополосности перехода. При передаче более высоких мощностей лучшие результаты дает устройство «пуговичного» типа, изображенное на рис. 8.58, в. Опыт показывает, что на волне длиной 10 см подобный переход выдерживает при атмосферном давлении без пробоев импульсную мощность порядка 1000 квт. Наконец, для расширения рабочей полосы можно воспользоваться штыревым переходом, у которого ось штыря смещена относительно середины широкой стенки волновода (рис, 8.58,а).
В последнем случае удается, например, приа'- — обеспечить полосу в 30 — 404 от средней частоты при КСВ, не превышающем 1,1 — 1,15. Существуют и другие варианты рукций переходов, пригодных для использования в диапазонах дециетровых и сантиметровых волн. цо новодно-коаксиальные переходы в ряде случаев иепосредгтвенно ля|отся частью злектровакуумного прибора. На Р"с Рис. 8.59. Схема устройства коаксиально-волноводного вывода энергии магнетрона 3-см диапа- зона 1 — прямоугольный волновод; 2 — наружный проводник коаксиальной линии; 8 — внутренний проводник (штырь), впаянный в стекло; 4 — короткозамыкающая пластина, 8 — отрезок круглого запредельного волновода; б — не- вакуумная часть вывода энергии; 7 — вакуумная часть, 8 — выходной фланец магнетрона энергии магнетрона средней мощности.
Непосредственная связь с колебательной системой магнетрона осуществляется через коаксиальную линию, после чего следует штыревой переход на стандартный прямоугольный волновод. б. Трансформаторы полных сопротивлений Из числа регулируемых волноводных трансформаторов полных сопротивлений, рассмотренных в $7.6, наибольшее применение находят: 1) штыревые или винтовые трансформаторы, например, трехштыревые устройства, имеющие вид, показанный на рис. 8.60, а; 2) трансформаторы с одной или двумя диэлектрическими пластинами, перемещаемыми внутри волновода (рис.
8.60, б); 4 б) Рис. 8.60. Внешний вид трехштыревого трансформатора (а) и диэлектрического трансформатора с двумя передвижными кварцевыми пластинами (6) для 3-см диапазона волн 3) двухшлейфовые и трехшлейфовые трачсформаторы, использующие. волноводные и коаксиальные тройники с передвижными поршнями. Кроме того, сравнительно широкое применение находят так называемые Е Н трансформаторы, выполненные на базе двойного волноводного. тройника. Этот тип трансформаторов может быть получен из обычного двойного тройника (см. рис. 6.34), если в плечах 8 и 4 расположить передвижные короткозамыкающие поршни. Преимуществами Š— Н трансформаторов в сравнении с двухшлейфовыми являются отсутствие ограничений по максимальной величине КСВ нагрузки и малые габариты трансформатора.
При выборе типа трансформатора должны учитываться возможность согласования при больших значениях КСВ, пробивная прочность трансформатора, возможность раздельного регулирования фазы и модуля вносимого отражения и др. Так, штыревые трансформаторы применяются обычно только при небольшой передаваемой мощности ввиду возможности электрического пробоя. При большой мощности удовлетворительно работают.
трансформаторы трехшлейфового типа, а также различные трансформаторы с диэлектрическими пластинами, например, трансформатор, показанный на рис. 8.60, б. и. Волноводные фильтры По аналогии с низкочастотными полосовыми и заграждающими фильтрами в технике сверхвысоких частот широкое применение нашли полосовые волноводные фильтры. Фильтр должен пропускать сигнал без отражения и без поглощения в заданной полосе частот или длин волн Рис. 8.61.
Схема устройства (а) и эквивалентные схемы (б, в) полосового волноводного фильтра .Относительно заданной средней длины волны Хо За пределами рабочей полосы ослабление должно быть возможно более высоким. Это ослабление должно происходить в основном за счет отражения волны, т. в. без активных потерь в самом фильтре. Одним из часто применяемых вариантовволноводногополосовогофильтра является система из нескольких резонансных зазоров или резонансных окон, включенных в прямоугольный волновод на расстоянии в четверть длины волны в волноводе, как показано на рис. 8.61,а. Резонансная длина волны всех окон и зазоров может быть в простейшем случае одинаковой.
3квивалентная схема рассматриваемого устройства изображена на рис. 8.61,6. Последовательные преобразования этой схемы с учетом свойств четввртьволновых отрезков линий приводят к виду, указанному на рис. 8.61, в. Можно показать, что индуктивности Ь' и емкости С' в г последнем варианте эквивалент- О ной схемы соответственно Равны Х.'=С; С'=Е, где Е и С вЂ” экви- О 5 О валентные индуктивность и емкость резонансных зазоров, входящих в состав фильтра. Полученная эквивалентная схема с сосредоточенными постоянными относится к числу схем полосовых фильтров, хорошо из- О вестных в электротехнике и ра- О дио технике.
Поэтому волноводная система рассмотренного типа 3 действительно может быть пред- О ставлена как волноводный поло- совой фильтр. Опыт подтверждает сделан- Рис. 8.62. Устройство широкополосные выводы. Фильтры волновод- ного разрядника защиты приемника, ного типа, содержащие несколь- использующего принцип полосового но резонансных элементов с волноводного фильтра четвертьволновыми связями, при- ( — корпус (прямоугольный волновод), МвияЮтСя НаПРИМер дЛЯ борЬбЫ 2, 3 — входное и выходное резонансные окна; 4, б — резонансные зазоры. Не нос паразитными излучениями казан электрод вспомогательного разряда, мОЩНых СВЧ гвНвраторов И уси- располагаемый во втором резонансном лителей. Полосовые фильтры ис- зазоре пользуются также в высокочастотных трактах, по которым одновременно передаются сигналы на двух или нескольких разнесенных частотах.
Наконец, фильтры непосредственно используются при конструировании широкополосных разрядников защиты приемника, предназначенных для ответвительных и балансных антенных переключателей. Типичное устройство широкополосного разрядника защиты приемника показано на рис. 8.62. Штыри, имеющиеся в резонансных зазорах, в режиме передачи играют роль разрядных промежутков. На входе и на выходе разрядника имеются резонансные окна, как и в устройстве, описанном в ~ 6.5. Подобные разрядники обеспечивают полосу пропускания порядка -+-6 о/о от средней частоты при вполне удовлетворительной защите кристаллического детектора. 3аграждающие волноводные фильтры применяются в технике СВЧ значительно реже, чем полосовые. Простейшим примером заграждающего :фильтра может служить широкополосный разрядник блокировки передатчика, последовательно включенный в волноводный тракт (см.
рис. 6.33). Широкое применение в качестве фильтров находят полые резонаторы, рассматриваемые в гл. 9 и 10. 297 Глава девятая ПОЛЫЕ РЕЗОНАТОРЫ ПУТИ АНАЛИЗА ПОЛЫХ РЕЗОНАтОРОв Полые колебательные системы, качественно описанные во введении требуют в общем случае анализа, сходного с анализом волноводов и других передающих линий сверхвысоких частот. Размеры полых (объемных) резонаторов могут быть по всем трем направлениям соизмеримы с длиной волны. Поэтому, подобно волноводам, полые резонаторы должны рассматриваться с помощью теории поля, как системы с распределенными постоянными.
Основное отличие полого резонатора от волновода, работающего в режиме бегущей волны, заключается в характере граничных условий. Электромагнитное поле, создаваемое внутри резонатора, ограничено со всех сторон металлическими стенками, в то время как волновод всегда открыт в одном или двух направлениях. В результате интерференции волн при многократных отражениях от стенок в полом резонаторе устанавливается стоячая волна*. Построение теории полых резонаторов требует нахождения корней волнового уравнения при граничных условиях, определяемых формой и геометрическими размерами резонатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
