sazonov_d_m__antenny_i_ustroistva_svch_1 988 (561328), страница 14

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

Текст из файла (страница 14)

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. Рассмотрим некоторые наиболее употребительные полезные нерегулярности. Волноводные стыки. гв~ -Г гм В ступенчатых переходах и фильтрах широко используа! ют соосное соединение двух прямоугольных волноводов различного поперечного сечения (рис.

2.20). Упрощенная схема замещения такого соединения представляет собой стык линий передачи с нормированными волновыми сопротивлениями г„и з,ь отношение которых определяется формулой Гм рм по графикам, приводимым в справочной литературе. Влияние добавочной емкости на характеристики волноводных трансформаторов может быть скомпенсировано некоторым укорочением отрезков линий. Волноводиые диафрагмы.

Диафрагмами называют тонкие металлические перегородки, частично перекрывающие поперечное сечение волновода. В прямоугольном волноводе наиболее употребительны симметричная индуктивная, симметричная емкостная и резонансная диафрагмы (рис. 2.21). 1Ь, В индуктивной диафрагме (рис. 2.21, а) поперечные токи на широких стенках волновода частично замыкаются через пластины, соединяющие, . -1- — т— эти стенки.

В магнитном поле токов, текущих по пластинам диафрагмы, ' ь~ запасается магнитная энергия Схема замещения диафрагмы представ- г ... г1 ляет собой индуктивность, включенную параллельно в линию передачк. а' Нормированную реактивную проводимость индуктивной диафрагмы оп-- ределяют по приближенной формуле Ьь = — (Х,1а) с(йз (лг(,1(2а)(, Рнс. 2.21. Диафрагмы а прямогде с(ь — Ширина зазора диафрагмы; угольном аоляоаояе а — размер широкой стенки; Ха— длина волны в волноводе.

Емкостная диафрагма (рис. 2.21, б) уменьшает зазор между широкими стенками волновода. Между кромками диафрагмы концентрируется поле Е и образуется запас электрической энергии. Поэтому схемой замещения является емкость, включенная параль лельно в линию передачи. Нормированная реактивная проводимость емкостной диафрагмы определяется по приближенной формуле Ьс — (4Ььа 1 1п созес (яг(с)( Ь)1, где дс — ширина зазора диафрагмы; Ь вЂ” размер узкой стенки.

Емкостная диафрагма сильно снижает электрическую прочность волновода. Резонансная диафрагма (резонансное окно) — металлическая пластина с отверстием прямоугольной или овальной формы [рис. 2.21, в), перекрывающая поперечное сечение волновода и содержащая элементы индуктивной и емкостной диафрагм. Размеры отверстия резонансной диафрагмы могут быть выбраны так, чтобы на заданной резонансной частоте диафрагма не оказывала влипни я а распространение волны Нм в волноводе, т. е.

имела нулевую проводимость. Схема замещения резонансной диафрагмы имеет вид параллельного резонансного контура, шунтирующего линию передачи. Частоту резонанса диафрагмы приближенно определяют из условия равенства волновых сопротивлений линии передачи, экви- -угл -утн а) Рне. 2.22. Индуктивный штырь в прямоугольном волноводе валентной волноводу, и отверстия диафрагмы на основании формулы (2.1): Ь Ь' а Ф' ! — (!о!(2а))т а $' ! — (!о/(2а'))я Можно убедиться, что выбранной резонансной длине волны йо соответствует множество диафрагм с отверстиями различных размеров, начиная с узкой щели длиной Хо/2 и кончая полным поперечным сечением волновода. Эти резонансные диафрагмы обладают разной внешкей добротностью, т.

е. добротностью эквивалентного колебательного Е.С-контура Я„= . ' с учетом влияния 2 $'ЦС согласованной с двух концов линии передачи, шунтирующей этот контур. Индуктивный штырь (рнс. 2.22, п) представляет собой проводник круглого сечении, установленный в прямоугольный волновод но направлению силовых линий наприженности электрического поня Е н соединенный с двух концов с широкими стенками волновода. :хема замещения индуктивного штыря содержит параллельно' ьключенную индуктивность и два последовательных емкостных со!ротивления, учитывающих конечную толщину штыря. Номиналы лементов определяются по формулам и графикам, приведенным в Рнс. 2.23. Емкостныа штырь в прямо угольном волноводе 5 2.8' О РАССОГЛАСОВАНИИ ТРАКТА СВЧ С МНОГИМИ НЕРЕГУЛЯРНОСТЯМИ справочной литературе.

Индуктивные штыри не снижают электрической прочности волновода и просты в изготовлении. Когда необходимы низкие значения параллельного сопротивления хл, применяют решетки из нескольких индуктивных штырей, располагаемых в поперечном сечении волновода (рис. 2.22, 6). Емкостный штырь (рис, 2.23) представляет собой круглый проводник, установленный по направлению силовых линий напряженности электрического поля Е и соединенный одним концом с широ- -Фв мулл кой стенкой волновода. Схема за- -+~+- мещения емкостного штыря содержит последовательный ЕС- утл контур, включенный параллельно в линию передачи.

Емкость этого Ю контура связана с концентрацией поля Е в области разомкнутого конца штыри, а индуктивность обусловлена прохождением токов по штырю. При некоторой длине штыря, близкой дм/4, проводимость последовательного контура обращается в бесконечность и волновод закорачивается. Более короткие штыри имеют емкостную проводимость; при длинах штыря, больших резонансной, проводимость носит индуктивный характер. Последовательные емкостные сопротивленин в схеме замещения учитывают конечность толщины штыря. При малых диаметрах штыря эти сопротивления малы и их влиянием можно пренебречь. Емкостные штыри в основном применяют в качестве регулируемых реактивных элементов, вводимых внутрь волновода с помощью резьбовых отверстий на широкой стенке. Однако емкостные штыри заметно снижают электропрочность волноводов н поэтому В мощных трактах не применяются.

Характеристики

Список файлов книги