Lektsia_13 (842125), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для улучшения качестваконтакта между фланцами на штифтах помещают бронзовую прокладку,имеющую ряд разведенных пружинящих лепестков, прилегающих квнутреннему периметру поперечного сечения соединяемых волноводов(рисунок 13.34). Защита сочленения от пыли и влаги осуществляетсярезиновыми уплотнительными кольцами, уложенными в канавках нафланцах по обе стороны от контактной прокладки.В дроссельном фланце (рисунок 13.35) контакт между волноводамиосуществляется через последовательный короткозамкнутый шлейф длинойλв/2, выполненный в форме канавок и углубления внутри фланца.Четвертьволновый участок между точкой короткого замыкания А и точкоймеханического контакта В является коаксиальным волноводом с волной типаН11, а второй четвертьволновый участок между точкой механическогоконтакта В и точкой включения шлейфа в волновод С является отрезкомрадиальной линии передачи.
Точка механического контакта попадает в узелраспределения поверхностного тока и поэтому на сопротивлении контактане происходит заметного выделения мощности. Виртуальное короткоезамыкание между сочленяемыми волноводами в точке С обеспечивается тем,что суммарная длина дроссельных канавок от точки А до точки С составляетλв/2. Для защиты полости тракта от внешних воздействий применяютуплотнительную прокладку, укладываемую в добавочную концентрическуюканавку. Дроссельные фланцы не критичны к качеству механического контакта и небольшим перекосам в сочленении, не снижают электрическойпрочности тракта.
Их недостатками являются зависимость качествасогласования от частоты и сложность конструкции.Рисунок 13.34 – Контактный фланецРисунок 13.35 – Дроссельный волноводный фланец13.4.5 Переходы между линиями передачи различных типовОчень распространенными узлами СВЧ-трактов являются переходы содной линии передачи на другую, которые также называют возбудителямиволны заданного типа. По схеме замещения переходы являются взаимнымиреактивными четырехполюсниками и при их проектировании основноевнимание уделяется достижению хорошего качества согласования входов вполосе частот при обеспечении необходимой электрической прочности.Рассмотрим ряд характерных конструкций переходов.Возбуждение прямоугольного волновода с волной типа Н10 откоаксиального волновода с Т-волной производится с помощью коаксиальноволноводных переходов (рисунок 13.36).Рисунок 13.36 – Коаксиально-волноводный переходОсновным элементом таких переходов являются обтекаемые электрическим током штыри, размещаемые в короткозамкнутом с одной стороныволноводе параллельно силовым линиям поля Е.В зондовом переходе (рисунок 13.36, а) согласование входов обеспечивается изменением длины зонда, а также подбором расстояний,определяющихположениезонда.Длярасширенияполосычастотсогласования желательно увеличивать диаметр зонда.
При тщательномвыполнении зондовый переход обеспечивает полосу частот согласования15—20 % относительно расчетной частоты при КБВ> 0,95. Недостаткомзондовогопереходаявляетсяснижениеэлектропрочностииз-законцентрации силовых линий поля Е на конце зонда. В определенной мереэтот недостаток преодолевается в коаксиально-волноводном переходе споследовательным шлейфом (рисунок 13.36, б), однако даже при самом тщательномподборерасстоянийрабочаяотносительнаяполосачастотсоставляет ~7 %.Лучшие результаты по согласованию и электропрочности имеетпереход с поперечным стержнем (рисунок 13.36, в), дополненныйсогласующей индуктивной диафрагмой. В такой конструкции достижимаотносительнаяполосачастотсогласования15 %.Максимальныхширокополосности (~20 % при КБВ>0,95) и электропрочности достигают вкоаксиально-волноводных переходах так называемого «пуговичного» типа(рисунок 13.36, г), требующих, однако, тщательного экспериментальногоподбора формы проводников в сочетании с дополнительной настройкойкачества согласования с помощью индуктивной диафрагмы.Возбуждение волны низшего типа Н11 в круглом волноводе возможно спомощью плавного перехода от прямоугольного волновода с постепеннойдеформацией формы поперечного сечения от прямоугольной к круглой(рисунок 13.37, а).
Если длина такого перехода превышает длину волны, тоотражения в широкой полосе частот оказываются незначительными. В болеекомпактном узкополосном переходе, показанном на рисунке 13.37, б,сочленение соосных прямоугольного и круглого волноводов осуществляетсячерез согласующую четвертьволновую вставку с овальной формой поперечного сечения.ВозбуждениеволныН11вкругломволноводеможеттакжепроизводиться через отверстие в его боковой стенке от прямоугольноговолновода.
Если широкие стенки прямоугольного волновода ориентированыпараллельно оси круглого волновода (рисунок 13.38, а), то в кругломволноводе возбуждаются волны Н11, распространяющиеся в обе стороны отответвления с одинаковыми фазами. При поперечном расположениивозбуждающей щели в круглом волноводе (рисунок 13.38, б) волны Н11,возбуждающиеся справа и слева от нее, противофазны. Если требуетсяобеспечить передачу волны Н11 в одном направлении, то один из концовкруглого, волновода закорачивают.Рисунок 13.37 – Соосные переходы от прямоугольного волновода с волнойН10 к круглому волноводу с волной Н11Рисунок 13.38 – Тройниковые разветвления прямоугольного и круглоговолноводовКоаксиально-полосковые переходы представлены на рисунке 13.39, ана рисунке 13.40 показаны волноводно-полосковые переходы.Рисунок 13.39 – Коаксиально-полосковый переходРисунок 13.40 – Волноводно-полосковый переход13.4.6 Повороты линий передачиПоворотыиизгибылинийпередачиотносятсякчислунерегулярностей, снижающих качество согласования и электропрочностьтрактов СВЧ.
В уголковых изгибах любых линий передачи в той или иноймере возбуждаются поля нераспространяющихся волн высших типов,которым соответствует определенный запас электромагнитной энергии. Дляминимизации возникающих из-за этого отражений конструкции изгибовдополняют различными согласующими элементами. Например, изгиб на 90°коаксиального тракта сочетают с четвертьволновым изолятором и дополняютнебольшой проточной на внутреннем проводнике линии (рисунок 13.41, а).Подбор расположения размеров проточки, а также правильный выбор длинычетвертьволнового изолятора позволяют сохранить хорошее согласование втракте в широкой полосе частот.Повороты в полосковой линии передачи согласовывают с помощью«подрезания»внешнихугловпримернонаоднутретьдиагонали,соединяющей внутренний и внешний углы поворота (рисунок 13.41, б).Однако такие компенсированные повороты вносят небольшое добавочноезапаздывание в линию передачи, которое должно учитываться при расчетеэлектрических длин резонансных отрезков.Рисунок 13.41 – Повороты линий передачи с компенсацией отраженийПодрезание углов оказывается эффективным способом уменьшенияотражений также в прямоугольных и круглых волноводах, причемоптимальный размер скоса (рисунок 13.41, в) находят с помощью графиков,имеющихся в справочной литературе.
Концентрация силовых линий поля Е вобласти резких изгибов снижает электрическую прочность тракта. Этотнедостаток в значительной мере устраняется в двойных поворотах и вплавныхизгибах.Вдвойныхповоротах(рисунок13.41,г)двенерегулярности разносят на расстояние l, примерно равное λс/4. Улучшениесогласования происходит как из-за уменьшения отражений от каждойнерегулярности, так и из-за взаимной компенсации отражений от них.Плавныеизгибы тракта могутбытьохарактеризованысхемойзамещения в виде отрезка линии передачи с несколько измененнымволновымсопротивлением.Дляулучшениясогласованияследуетувеличивать радиус изгиба или выбирать длину изгиба, кратной λс/2.13.4.7 Отражающие препятствия в волноводных трактахНаряду с паразитными нерегулярностями, неизбежно возникающими впроцессеконструированияреальноготракта(соединения,повороты,переходы и т. д.) и ухудшающими его характеристики, в трактах существуюттакже полезные нерегулярности, которые используют как «строительные»элементы при выполнении согласующих устройств, резонаторов, фильтров идругих узлов СВЧ.
Рассмотрим некоторые наиболее употребительныеполезные нерегулярности.Волноводный стык. В ступенчатых переходах и фильтрах широкоиспользуют соосное соединение двух прямоугольных волноводов различногопоперечного сечения (рисунок. 13.42). Упрощенная схема замещения такогосоединения представляет собой стык линий передачи с нормированнымиволновыми сопротивлениями Zв1 и Zв2, отношение которых определяетсяформулойРисунок 13.42 – Соосный стык прямоугольных волноводовБолее точная схема замещения содержит параллельно включеннуюемкостьС,обусловленнуюналичиемвблизистыкаволннераспространяющихся типов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
