Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (Сколник М.И. Справочник по радиолокации в 4-х книгах (1976-1978)), страница 3

Решения волнового уравнения в цнлнвдрнческнх координатах для волноводов с круглым сечением включают выражения для электрической н магнитной составляющих поля а форме произведения функций Бесселя (для радиальной зависимости) и тригонометрических функннй (для угловой зависимостн). Как правило, могут существовать как поперечные электрические (ТЕ), так и поперечные магнитные (ТМ) волны[7), однако одновременно поперечные и электрические я магнитные волны (ТЕМ) в круглых волноводах не могут быть. Наибольший интерес представляют два типа волн: ТЕы и ТЕ,1 с малыми потерями)4, 6]. Первый на этих типов волн является основным, широко применяется в круглых волноводах.

Он во многом подобен основному типу волны ТЕго прямоугольного волновода, хотя полоса частот в режиме работы на одном типе волн в случае волны ТЕго обычно шире. В этом можно убедиться, если сравнить данные для критических частот, приведенные на рнс. 6, для прямоугольных волноводов, сданными на рис. 8 для критических частот разных типов волн в круглых волноводах, Для круглых аолноводов значения индексов т н и (напрнмер, ТЕм „) соответствует количеству изменений 15 Таблица 1 Параметры прамоутольных аолиовблоа О, 32-0,49 0,35 — 0,53 0,4$-0,625 0,49 — 0,75 0,64 — 0,96 0,75 — 1, $2 0,96 1,45 $,12 †,ТО Алюминий Латунь Алюминий 1,157 $,372 1,45-2,20 $,70 — 2,60 7,5 — 10,7 5,2 — 7,5 5, 100 — 2, 550 4,300 — 2,150 1,736 3,400 — 1,700 2,840 — 1, 340 2,078 2,577 3,152 2,290-1, 145 1,872 — 0,872 2,08 — $,44 1, 77-1, 12 Латунь Алюминий З,Т$1 4,3$'$ 0,79-1,0 0,56 — 0,7$ 1, 590 — О, 796 1, 372-0, 622 4,90 — 7,05 5,85 — 8,20 О, 35-0, 46 0,20 — 0,29 5,259 7,05 10,0 8,20 — !2,40 1, 122 — 0,497 0,900 — 0,400 6,557 0,750 †,375 0,622 — 0,311 0,17 — 0,23 0.12-0.16 7,868 9.486 10, 00-15,00 $2.4 — 18,00 9,51 8,31 б, $4-5,36 Латунь Алюминий Серебро 0,080 — 0,107 0,043-0,058 11,574 14,047 0,510 †,266 0,420 — 0,170 $5,00 — 22,0 18,00 — 26,50 20,7-14,8 17,6 — 12,6 !З,З вЂ” 9,5 Латунь Алюминий Серебро 0,034 †,048 0,022 — 0,03$ 17,328 2$,08$ 22, 00 — 33, 00 26,50 — 40,00 21,9 — 15,0 0,0$4 — 0,020 26,342 зЗ,ОО-ЗО,О 31,0 — 20,9 О, 188 — О, 094 0,148 †,074 0,011 — 0,015 О, Ообд — О, 0090 81,357 39,863 40,00 — 60,00 50, 00-7 5, ОО Латунь Серебро Латунь Серебро 62, 9-39, 1 О, $22 — 0,061 $8,350 60, 00 — 90, ОО О, 0042 — О, 0060 93, 3-52,2 0,100 — 0,050 0,080 †,040 0,065 — 0,0325 0,05$ — 0,0255 0,043 †,0215 0,034 †,0170 59,010 73,840 90,840 115,750 137,520 $78.280 75 00 — 110 ОО 90,00 — $40,00 1$0,00 — $ТО,ОО $40,00 — 220,09 $70,00 — 260,00 220,44 — 327,00 0,0030 — 0,0041 0,00$8 — 0,0026 О, 0012 — О, 0017 0,00071 — 0,00107 0.00052 — 0,00075 О, 00035 — О, 00047 Серебро $6 23,000 — 11,5000 21, 000-1 О, 500 ~В,ООО- 9,000 16,000 в 7.500 1$,600 5,750 9 ° 750 — 4,875 7, 700 — 3, 850 6,500 — 3,250 0,340 †,170 0,280 — 0,140 0,224 — О, 112 2,20 — 3,20 2,60-3,95 3,30 — 4,90 3, 95-5, 85 0,256 О,ЗВ! 0,328 0,393 о,ыз 0,605 О, 766 0,908 $53,0 — 212,0 120,0-$73,0 93, 4-1 31 .

9 ОТ,6-93,3 35,0-53,8 27,0 — 38,5 17, 2-24, 1 11,9 — 17,2 3,1 — 4,5 2,2-3,2 1,6 — 2,2 1,4 — 2,0 О,ОЫ-О,ОЗ1 0,054 0,034 О, 056-0, 038 0,069-0,050 О, 128 — 0. 075 0,137 0,095 0.20$ — 0,136 0,317 — 0.212 0,269-0,178 0,588-0,385 0,50$-0,330 0,877-0,572 О,ТЫ вЂ” 0,492 $,$02 0,752 0,940 — 0,641 2,87-2,80 2, 45 — 1,94 4.12 — 3,21 3,50-2,74 6,45 4,48 5,49 — 3,83 152 — 99 163 — 137 ЗО — 19З 384 — 254 5$2-348 Латунь АЛЮмиНИЙ Латунь Алюминий Латунь Алюминий Летун~ АЛЮМИНИЙ Латунь Алюминий Латунь АлюминиА Латунь Алюминий Серебро Латунь Серебро Е2, Полые металлические эолноеоды в распределении поперечного поля по полярному углу в радиальному направлению соответственно [4[. Структуры электрического я магнитного полей для волн типа ТЕ,1 и ТЕщ в круглом волноводе показаны на рве.

9[4, 6, 7, 10[. Одним иэ недостатков волны ТЕВ в круглом волноводе по сравнению с волной ТЕ,е в прямоугольном является то, что поляризация влектрического и магнитного 4[гд дед ~ дг2 М 1[дд тВ ддбб УРРРР УбРРР удддд 2рддд ерйУ Чармемет ПГц Рве. т.

Затухание, озусловлеквое потерями в стевкак (в меди) в ярямоугольвом волао- воде вадавяоа ыкрявы 141. полей в круглом волноводе не ограничена одной определенной ориентацией, как в прямоугольном. Таким образом, направление плоскости поляризации волны в круглом волноводе может измениться, так как волновод симметричен относительно плоскости поляризации. ТЕб ТЕгт ТЕеу ТЕ ау ТЕэуТЕ12 71111 Тгь[гг Т[Ррг ТЪ Рас.

8. Относительные вяачеаяя для крвтвчесавх частот в круглом волаоводе [4]. Необычной и уникальной особенностью волны ТЕы в круглом волноводе является монотонное уменьшение затухания с увеличением частоты. Это свойство особенно ценно на очень высоких частотах [миллиметровых длинах волн), так как затухание в этом волноводе значительно меньше, чеи в других типах волноводов [Уб[.

Примеры кривых затухания для некоторых типов волн приведены на рис. 1О. Волноводы с сечением, отличным от прямоугольной н круглпй формы, также находят применение. Волноводы с эллгыаыигиаенм поперечныи сечением используются в фазовращателях с механической подстройкой 12, !1[. !7 Гл. 1. Линии иередипи, ик оеиоеиые элементы и узлы а|а а ° ° ° ° ° а о,а / ° и ее~ аоаа о .И е' ° Рнс. к стРУктрпа поен ала «олн тина тет~ в тец а кРУглом «олиоаоде 141: о — в поперечном сечении; б в продольно-осской плоскости, ВУ йВВ ВВВ ф2ВВ ВВВУ 2 и В В тб !Я ги Чаеиелга, /7и Рис.

4а. эатуввнае пела п круглом медном аолноеоде раднусем в см дли треп иавбеаае вамими тинов воли 1т1. 18 ф Вуг Ф Ф щФ 4~ ВВВВ сч ВВВВ чбут' а а(а~а о — «..», ° 1 ° а ~а~а!ата ° 1 ° ~ ° ° ~ ° е — м-а а,а~а о — -т — и ° ° ° м ° а италиа.о. а а' ° АЭ. Коокгпольяые линии пееидачи Волноводы Н- и П-образного типа обеспечивают работу в широком диапазоне частот на одном типе волн при незначительном затухании [5 — 7].

Закрытые волноводы используются на всех частотах диапазока СВЧ и миллиметрового диапазона волн. Как видно из табл. 1, стандартизованные размеры прямоугольных волноводов перекрывают все частоты от 300 МГц до 325 ГГц. Зги номинальные предельные значения определяются в значительной степени габаритами, производственнымн трудностями, а также и большим затуханием на более высоких частотах. $.3. Коаксиальнше линии передачи Математический анализ показывает, что в коаксиальных линиях пере. дачи могут распространяться волны всех типов ТЕМ, ТЕ и ТМ.

Однако при соответствующем соотношении размеров линии и рабочей длины волны рас. пространяются волны только типа ТЕМ. Это является нормальным режимом их работы. Коаксиальные линни широко применятотся, что в зиачитель. ной степени объясняется простотой их конструкции и хорошими зкранирую. шими свойствами [4, 5, 12!. Используются как гибкие, так и жесткие коаксиальные линии [4, 6[.

Большое значение для уменьшения габаритов аппаратуры имеют миниатюрные и сверхмиииатюрные конструкции. Миниатюрные коаксиальные линии стандартизованы и выпускаются промышленностью [13]. — Эггитиитигиие ииирбые линии ° и титателт о йт чиаиипеия — — — тагиитмые гилибые линии Рпс. 11. структура пок» попом тппп твм к коаксппгкков апппп передачи !21, Возможные конструиции линий для волн типа ТМ и ТЕ описаны в работе [7]. Структура воля волны типа ТЕМ в коаксиальной линии показана на рис. 1!.

Волны типа ТЕМ характеризуются наличием полностью поли[тесного поля. Амплитуды составляющих поля имеют постоянное значение по се. ченню, нормальному к направлению распространения, а скорость распростра. пенна волны не зависит от частоты. Значение волнового сопротивления и характеристики затухания для волн типа ТЕМ можно найти в работах [5 — 7], а данные по допустимой мощности в линии приведены в [3, 5 — 7, 9]. Хорошо известны также характеристики коаксиальных линий при возбуждении волн более высоких порядное [4, 14]. Сечение коаксиальных линий имеет обычно круглую форму, однако известны и другие виды сечений [!5, 16].

Линии передачи и элементы коаксиального типа используются обычно в диапазоне СВЧ вплоть до частоты !8 ГГц. В некоторых специальных случаях они могут применяться и на более высоких частотах, при ртом обычно используются только короткие отрезки коакснального кабеля из-за высокого затухания н возможного появления типов волн более высокого порядка. !9 Гл. 1. Линии передачи, ил основные элементы и уэльс 1.4.

Симметричные и несимметричные полосковые линии передачи Симметричную полосковую линию передачи можно рассматривать как дальнейшее развитие коаксиальной линии [6, 16[. Как в симметри !ной, тнк и в несимметричной полосковой линии распространяются волны типа ТЕМ.

однако возможны типы волн и более высокого порядка. На рис. !2 показано устройство полосковых линий. Недостатком открытой несимметричной линии являются плохие экранирующие свойства, в результате чего серьезной проб. лемой могут оказаться поля рассеяния и наводка на другие пепи [6, 17, 186 Однако в случае высокой диэлектрической пронипаеыости диэлектрика ати Заземленная ллаил Лал лда Длэлел 0яагае ариалеу рис. 1т. Тины полоскания линий на дивлектричесиой подложке ййс а — неснмметричння (микрояолосковвк) ливия; б — симметричная линия.