Старый (561161), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Коэффициент связи, на рабочей длине волны, равен С₄₁ = -3дБ. Данной длине волны соответствует стандартный прямоугольный волновод с поперечным сечение 11 х 5,5 мм. Толщина стенки волноводно-щелевого делителя мощности t = 1,02. Тогда поперечный размер отверстия связи а = 23,02 мм, а электрический размер – а/λ₀ = 1,09. По графику определяем электрическую длину отверстия связи волноводно-щелевого делителя мощности l/λ₀ = 0.7, и, следовательно, длину l = 14,7мм.

При выполнении условия

а/1.5λ₀ < λ/λ₀ < a/λ₀

0.73 < λ/λ₀ < 1.09

находим элементы матрицы рассеяния на рабочей длине волны:

S₃₁ = 0.7*exp(i*140º)

S₄₁ = 0.68*exp(i*235º)

S₁₁ = S₂₁ = 0.137*exp(i*270º)

Отсюда находим характеристики волноводно-щелевого делителя мощности:

1) Коэффициент связи – это отношение мощности P_i, прошедшей в плечо i, к мощности P_j, поданной на вход j при подключении согласованных нагрузок к остальным плечам:

C₄₁ = 10*lg|S₄₁|² = -3.35 дБ

2) Фаза коэффициента связи:

Ф₄₁ = arg|S₄₁| = 235º

3) Неравномерность деления мощности определяется отклонением реального коэффициента связи от заданного:

L₄₁ = |C₄₁⁰ – 10*lg|S₄₁|²| = 0.35 дБ

4) Коэффициент отражения на входе представляе6т собой модуль соответствующего диагонального элемента МР:

Г₁ = |S₁₁| = 0.137

5) Коэффициент стоячей волны:

К_стu1 = (1+|S₁₁|) / (1-|S₁₁|) = 1.317

6) Развязка между k-м и J-м плечами:

R₂₁ = 10*lg(1 / |S₂₁|²) = 17.266 дБ

7) Направленность между i-м и k-м плечами ДМ – это отношение мощности на выходе рабочего i-го плеча к мощности, прошедшей в развязанное плечо k из-за неидеальности ДМ при возбуждении j-го плеча и наличии согласованных нагрузок на всех остальных входах

B₄₂ = 10*lg(|S₄₁| / |S₂₁|)² = 4.841 дБ

Расчет отражательного фазовращателя

Фазовращатели СВЧ предназначены для изменения фазы отраженной или проходящей волны на требуемую величину. Разнообразные конструкции таких устройств широко используются в трактах СВЧ, особенно в трактах ФАР. Различают отражательные и проходные фазовращатели СВЧ. Отражательные фазовращатели отображаются на эквивалентной схеме как двухполюсники, а проходные – как четырёхполюсники. Существуют фазовращатели механические, электрические и электромеханические. Различают также фазовращатели с плавным или дискретным изменениями фазы.

Простейший отражательный механический фазовращатель представляет собой отрезок линии передачи с короткозамыкающим поршнем. Такое устройство характеризуется матрицей рассеивания, вырождающейся в одно число – коэффициент отражения от входа фазовращателя. При изменении положения поршня в линии изменяется и фаза коэффициента отражения. Дискретный отражательный фазовращатель строится на основе полупроводниковых выключателей. Волноводный вариант такого фазовращателя показан на рисунке ниже:

2 3

1

1 - прямоугольный волновод

2 - n-i-p-i-n - диод

3 - диафрагма

Продольная постоянная распространения волны H₁₀ в волноводе:

K_zH10=0.892

Возьмём дискрету изменения фазы Δφ:

При таком дискрете фазы для поворота фазы на 360⁰ необходимо сделать семь диафрагм (0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315).

Расстояние между диафрагмами определяется по формуле:

l = 0.44 мм

9. Соединение волноводов.

Для соединения волноводов используется дроссельно-фланцевое соединение. Оно обеспечивает надежный контакт между соединяемыми волноводами электрическим путём. Такое соединение отличается наличием канавки в фланце глубиной d и шириной y и радиальной проточки с размером l и шириной z. Канавка представляет собой короткозамкнутый коаксиал, в котором возбуждается волна H₁₁, а радиальная проточка – участок так называемого радиального волновода. Чтобы входное сопротивление на рабочей частоте равнялось нулю, необходимо взять глубину канавки d=λ_H11\4, а размер проточки l=λ₀\4.

Диапазонность дроссельного соединения увеличивается, если y>z. Обычно y=(2….5)z. Дроссельно-фланцевые соединения обеспечивают в полосе частот 20%.

10. Нагрузки СВЧ.

- волноводная клиновидная нагрузка.

Нагрузки СВЧ на эквивалентной схеме представляются в виде двухполюсника, который характеризуется величиной коэффициента отражения Г. Матрица рассеивания нагрузки вырождается в число S₁₁=Г. В трактах СВЧ находят применение согласованные и реактивные нагрузки.

Идеальная согласованная нагрузка имеет Г=0. На практике используются нагрузки с в полосе частот 20%. Требования в фазе отражённой волны не предъявляются. По величине допустимой поглощаемой мощности различают нагрузки на низкий (≤ 1Вт.) и высокий уровни мощности.

Качество нагрузки существенно зависит от длины l и профиля нагрузки. Для клиновидных нагрузок l берётся порядка λ

Согласованные нагрузки используются а измерительной аппаратуре СВЧ-диапазона, в качестве антенны при настройке её тракта СВЧ, в промышленных установках СВЧ-нагрева различных влагосодержащих материалов.

11. Список литературы.

Д.И. Воскресенский, В.Л. Гостюхин, В.М. Максимов, Л.И. Пономарёв

«Антенны и устройства СВЧ» 1999г.

Д.И. Воскресенский

«Проектирование фазированных антенных решёток» 2003г.

В.М. Максимов

«Линии передачи СВЧ-диапазона». 2002г.

В.М. Максимов

«Устройства СВЧ: основы теории и элементы тракта». 2002г.

Справочник по волноводам.

21

Характеристики

Список файлов курсовой работы