sazonov_d_m__antenny_i_ustroistva_svch_1 988 (561328), страница 12

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

Текст из файла (страница 12)

е. в точке В создается виртуальное короткое замыкание для токов СВЧ). Рассмотренные принципы выполнения волноводных поршней непосредственно применимы и для коаксиальных поршней в диапазоне сантиметровых волн. $2.З. ИЗОЛЯТОРЫ ДЛЯ КОАКСИАЛЬНОГО ТРАКТА В жестких коаксиальных трактах существует проблема крепления внутреннего проводника коаксиальной линии; К устройствам крепления предъявляются противоречивые требования: не порож- Рис. 2.4.

Диэлектрические шайои дли колисилльиой линии дать отражения, не снижать электрическую прочность, не увеличивать коэффициент затухания, не сужать рабочую полосу частот, допускать возможность разборки и сборки тракта и т. д. Наиболее распространены два способа крепления внутреннего проводника: с помощью диэлектрических шайб и с помощью металлических изоляторов. Простая диэлектрическая шайба (рис.

2.4, а), включенная в коаксиальную линию, имеет схему за- мещения в виде отрезка линии передачи с эквивалентной длиной 1„=/) е и пониженным волновым сопротивлением. На низких ча- и/ стогах (1аа/Х« 1) простые шайбы слабо влияют на параметры тракта, однако при возрастании частоты электрическая длина шайбы увеличивается, возникают заметные отражения и растет коэффициент затухания. Для уменьшения отражений можно уменьшить диаметр внутреннею проводника коаксиальной линии на участке, занятом шайбой, и тем самым сохранить постоянным волновое сопротивление. Это осуществлено в так называемой утопленной шайбе (рис.

2.4, б), которая с целью облегчения процесса сборки тракта может быть разрезана по диаметру. Рис. 2.5. Металлические каолиторм дли коаксиальной линии Диэлектрические шайбы снижают электрическую прочность тракта из-за облегчения условий пробоя по поверхности шайбы н в результате роста напряженности поля в малом, но неизбежном зазоре между шайбой и центральным проводником линии. Для увеличения электрической прочности на поверхности шайбы выполняют концентрические канавки и выступы (рис. 2.4, и). На сантиметровых волнах широко применяют так называемые металлические изоляторы — жесткие параллельные короткозамкнутые шлейфы длиной Х,/4, поддерживающие внутренний проводник (рис.

2.5, а). Металлический изолятор не нарушает согласования тракта на рабочей длине волны, почти не снижает электрической прочности и вносит незначительные дополнительные потери. Однако такой изолятор является узкополосным, так как с изменением частоты изменяется электрическая длина шлейфа в в тракт вносится рассогласование.

Широкополосный металлический изолятор (рис. 2,5, б) кроме металлического изолятора Х,/4 содержит полуволновый трансфор матор пониженного волнового сопротивления У, р. Значение Хаер может быть выбрано таким образом, что изолятор оказывается идеально согласованным не только на центральной частоте, но н еще на двух частотах: выше н ниже основной частоты. Соответствующая осциллирующая зависимость КСВ в согласованном тракте с широкополосным изолятором при У„р — — 0,8 показана на рис.

2.6, а. При изменении волнового сопротивления Е„р параметры частотной характеристики (уровень горбов и полоса согласования по этому уровню Л)Да) изменяются, как показано на рис. 2.6, б. Рабочая полоса частот широкополосного металлического изолятора по уровню допустимого КСВ 1,1 достигает 80 % от центральной частоты. Вггга е,е Ам Еее д гага/гм Рис. 2.6. Частотная характеристика КСВ широкополосного метал- лического изолятора и ее параметры $ х.4. РАЗЪЕАты И СОЧЛЕНЕНИЯ В тРАКтАХ СВЧ Отдельные узлы разбориых трактов оснащают специальными разъемами, которые должны обеспечивать надежный электриче-. ский контакт в местах соединения проводников.

Основные требования к разъемам состоят в сохранении согласования н электрической прочности тракта при минимальном вносимом ослаблении мощности и отсутствии паразитного излучения. В высокочастотных соединителях для гибких коаксиальных кабелей контакты обеспечивают с помощью пружинных цанг и штекеров (рис.

2.7, а), удерживаемых в соединении с помощью внешних резьбовых соединений илн иных фиксирующих приспособлений. Соотношение диаметров проводников на любом участке внутри коаксиальиых соединителей подбирают таким образом, чтобы с уче. том параметров диэлектрика обеспечивалось постоянство волионого сопротивления лопни. Согласование в разъемах сильно зависит от заделки кабеля, и при аккуратном выполнении КСВ характеризуется среднеквадратическим значением 1,05 — 1,15. Высокочастотные соединители для жестких коаксиальных линий на повышенный уровень мощности выполняют без опорных диэлектрических шайб (рис.

2.7, б). Соединение отрезков прямоугольных волноводов осуществляют с помощью фланцев двух типов: контактных и дроссельиых. Контактные притертые фланг(ы требуют тщательной обработки и строгой параллельности соприкасающихся поверхностей и могут обеспечивать высокое качество сочленения, которое, однако, ухуд- Рис. 2.7. Высокочастотные ковксивльиые соединители: à — штыревой конгакг: у — Глеввовой контакт:  — шгыревая втулка; 4 — гнпошван втулка: у — проклввка гермегявацн» шается при многократных переборках тракта. Для улучшения качества контакта между фланцами на штифтах помещают бронзоуую прокладку, имеющую ряд разведенных пружинящих лепестков, прилегающих к внутреннему периметру поперечного сечения .'оединяемых волноводов (рнс.

2.8). Защита соединения от пыли и влаги осуществляется резиновыми уплотнительными кольцами, уложенными в канавках на фланцах. + г В дроссельном Фланца (рис.2.9) контакт между волноводами осуществляется через последовательный короткозамкнутый шлейф длиной $ /2, выполненный в форме канаф- + вок и углубления внутри фланца.

Четвертьволновый участок между точкой короткого замыкания А и точкой контакта В является коаксиальным волноводом с волной типа Н>г, а второй четвертьволновый Рис. 2.8, Контактный воино- Учаеток МежДУ точкОй контакта В водный флаиеи: н точкой включения шлейфа в вол- à — контактная пршглалка; У вЂ” ка- НОВОД С является Отрезкоы Ралнневка е уняошвгашм: 3 — огверсгня вл» фнкенрушншя шгкфго~ альнОй линии пЕредачи. Точка кОн- такта попадает в узел распределения поверхностного тока 1, и поэтому на сопротивлении контакта г не происходит заметного выделения мощности.

Виртуальное короткое замыкание между соединяемыми волноводами в точке С обеспечивается тем, что суммарная длина дроссельных канавок от точки А до точки С составляет Х,/2. Для защиты полости тракта от внешних воздействий применяют уплотнительную прокладку. Дроссельные фланцы не критичны к качеству контакта и небольшим перекосом, не снижают электрической прочности тракта.

Их недостатками являются заметная частотная зависимость КСВ и сложность конструкции. бгвб бмвбб Рис. 2.9. Дроссельиый волиоволиый флвиец: в — всавв: б — савва вамвщввва Вращающиеся сочленения обеспечивают поворот одной части тракта относительно другой без нарушения электрического контакта и качества согласования. При выполнении вращающихся сочленений обычно используют короткие отрезки коаксиального волновода с Т-волной или круглого волновода с осесимметричной волной Еоь В круглом волноводе возможно использование во вращающихся сочленениях также волны типа Нп с круговой поляризацией поля. Существуют вращающиеся сочлнения с трущимися контактами, которые, однако, ненадежны при непрерывном вращении и высоком уровне мощности.

Вращающиеся сочленения сдросселоными канавками обеспечивают более надежный электрический контакт, однако параметры таких сочленений зависят от частоты. В коаксиальном вращающемся сочленении (рнс. 2.10, а) дроссельиые канавки устанавливаются как во внешнем, так и во внутреннем проводниках. Каждый дроссель представляет собой последовательный двухступенчатый короткозамкнутый шлейф длиной вьо/2, где )вв — рабочая длина волны. Схемы замещения дросселей во внешнем и внутреннем проводниках волновода одинаковы и показаны отдельно на рис. 2,10, б. (Заметим, что аналогичные схемы замещения имеют дроссельные канавки в волноводном поршне на рис. 2.3, в и в волноводном фланце на рис.2.9,а.) Внутри дросселя образуется стоячая электромагнитная волна с узлом распределения тока в точке расположения трущихся контактов, отнесенных на расстояние )ю/4 от короткозамкнутых концов шлейфов.

Поэтому падение напряжения на сопротивлениях контактов равно нулю, потери мощности СВЧ отсутствуют и электрические характеристики вращающегося сочленения на рабочей частоте не зависят от качества трущихся контактов. дхад Рис. 2.)0. Коаксиальиое дроссельное вращающееся сочленение: а — асхяа; б — схема аамещеяяя арассельиса каиааая: и — схема аамещеамя сечаеяеиия При отклонении частоты от рабочей входные сопротивления дросселей Хл и дл отличны от нуля и вращающееся сочленение вносит отражения в тракт. При небольших расстройках Л1 относительно рабочей частоты 1о входное сопротивление отдельного дросселя можно вычислять, рассматривая его как отрезок линии передачи с электрической длиной р1=(1+ЛЯа)п/2, нагруженный на второй короткозамкнутый отрезок линии передачи с входным сопротивлением Я„=!Лщ 1д рй Полагая 1д р)=1д~(1+А//)о) и/21ж 2)о/(пМ), после несложных преобразований получим Л'д= — '(Е.~+Ем) — —, Ла= — (~м+~.а) —— 2'а И ДУ Яие и Ь| с.еа ' 2 Уе ' Хаа 2 Уо Из выражений для Хл и Хь следует, что для уменьшения отражений в сочленении надо снижать волновые сопротивления проходных канавок дросселей Х,з и 2,4 и увеличивать волновые сопротивления короткозамкнутых канавок дросселей Х„и 2 ь Пользуясь схемой замещения сочленения, показанной на рис.

Характеристики

Список файлов книги