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

60 гесса 0г 70 200 700 40 740 720 00 70 07 0г 0Д 7[4 0000 Д0 70 г0 йу йУЬ Рис. гз. Зависимость р етх, от йс!ь длв рввиыв значений г/ь 17!. 20 1Х Элементы и узлы линий передачи связи не столь значительны. Несимметричные полосковые линии широко используются в интегральных схемах [19, 20).

Преимуществом симметричных полосковых линий по сравнению с коаксиальными является их компактность. Однако в симметричных линиях часто применяется заполнение твердым диэлектриком, вследствие чего потери на единицу длины оказываются больше, чем в линиях с воздушным заполнением. Волновое сопротивление определяется диэлектрической проницаемостью и размерами поперечного сечения линии.

На рис. 13 показана зависимость волнового сопротивления от этих параметров. В работах [5 — 7[ приведены подробные дополнительные данные по величине затухания, рабочему уровню мощности и фазовой скорости для большого количества типов конструкций. т.5. Элементы и узлы пиний передачи Соединения в линиях СВЧ широко применяются в радиолокационной технике.

Они служат в качестве устройств разделения, суммирования и вычитания мощности и используются в том или ином виде зо всех узлах и элементах СВЧ. Входные и выходные сигналы СВЧ соединения с Ф плечами могут быть описаны в удобной и сжатой форме матрицей рассеяния [21, 22). Матрица рассеяния — эффективный математический аппарат анализа соединений н цепей в линиях передачи СВЧ, однако в втой главе она не применяется. На рис, 14 изображены Т-образные соединения волноводов в плоскостях Е и Н соответственно. Имеются Т-образные соединения (в плоскости Н) для коаксиальных и полосковых линий передачи. Эквивалентные схемы с соТр с вдоточенными постоянными таких -образных соединений были определены аналитически [211 и экспериментально [23). Основные свойства Т-образных соединений заключаются в следующем: 1) одно из двух симметричных плеч можно замкнуть накоротко, причем между двумя другиьти плечами передачи энергии не будет, 2) если замкнуто накоротко плечо, расположенное симмет- о рично соединению, энергия передается между двумя другими плечами без отражений, 3) полное согласование рна 44, волноаолниа т-озраанмо тоолнэтого соединения невозможно.

т'-образ- ' нонны НОе СОЕдянаиие ганжа являетея Симыэт" и — а плоскости д (послааоаатальното ричныи соединением с тремя плечами, типа>; а — и плоскости и 1параллальв котором два плеча расположены относительно плеча, симметричного по отношению к соединению, под углом, превышающим 90'. Соединения с тремн плечами часто используются в качестве простых двухканальных делителей мощности, влементов цепей ответвления в многоканальных системах с частотным уплотнением. Когда одно из плеч замкнуто накоротно, У-образное разветвление применяется в качестве реактивного сопротивления в диапазоне СВЧ.

Т-образное соединение можно использовать в качестве простого ответвителя. Для этого вырезается небольшое круглое отверстие в месте соединения. Отверстие действует так же, как антенный раскрыв, отбирающий в ортогональное плечо небольшую часть мощности, падающей из какого-либо плеча, расположенного на прямой. Когда энергия приходит со стороны ортого. нального плеча, небольшие равные части мощности поступают в сторону плеч, 21 Гл. 1, Линии передачи, ик основные элементы и узлы р асположенных по прямой. Большая часть мошвости в ортогональном плече отражается.

В других типах ненаправленных Т-образных отыетвнтелей для связи используется небольшой отросток центрального провода коакснальной линии, проходящей через отверстие в широкой стеннс прямоугольного волновода. Этот отросток образует преимущественно емкостную связь, в то время как протянутый вплоть до противоположной стенки центральный проводыик создает в основном индуктивную связь. Тание коакснально-волноводные Т- образные соединения ивляются основными устройствами перехода между волноводными н коаксиальными лиииямн.

Разные типы иенаправченных отв энгелей можно обрыовать из д ух однородных волноводов илн двух коаксиальных линий, расположенных ря. дом и имеющих отверстие связи между собой, которое обеспечивает требуемую величину связи между линиями передачи. Такие ответвытели имеют четыре плеча а месте волноводного соединения. Когда между двумя параллельными волноводами имеются даа или более небольших отверстия, расстояния между которымн 4 соответствующим образом выбраны, энер- гия, передаваемая во второй волновод, буРас ы наараааеяииа етэетватеаь. дет Распространяться только в одном направленки.

Такое соединение с четырьмя плечами называется направленным опыетаителем. Направленные ответвители широко используются в качестве аттенюатороа и делителей мощности, применяются длн ослаблеыия гармоник н отбора части мощности падающего и отраженного сигналов нз линни передачи, а также в качестве различных типов мостовых цепей СВЧ и устройств ввода сигнала гетеродина. Изображенный на рис.

15 идеальный направленный отвегвитель полностью согласован, так что связь между плечамн ! и 4 и между плечами 2 и 3 равна нулю. Связи между плечами 1 и 8 и плечами 2 и 4 равны друг другу. Коэффициент связи определяется как отношение мощности сигнала в плече 3 к мощности сигнала в плече 1. Ответвленный сигнал в плече Я опережает или отстает (в зависимости от устройства) от выходного сигнала плеча 2 на 90'. Обычно важно знать только относительную разность фаз выходиык сигналов. ))аправлениость определяется как отношение мощности сигнала в плече у к мощности сигнала в плене 4. Для идеального направленного ответвнтеля этот коэффициент равен бесконечности.

Развязка 1 реального наврав- ленного ответвителя определяется как отношение мощности си~нала в плече 4 к мощности сигнала в плече !. Разность фаз выходных сигналов отличается от 90' при увеличении ! на величину, соответствующую агсз(п 21. Для большей направленности и увеличения коэффициента связи в широном диапазоне частот примсннется биномиальное (илн чебышевское) распределение небольших дискретных отверстий в общей стенке между парэллельнымн волноводами. Можно получить следующие параметры волноводыых направленных ответвителей, имеющих решетку отверстий связи в широкой стенке волноводов: коэффициент связи находится в пределах 3 — 50 дБ, максимальные изменения коэффициента связи не более ~0,5 дБ, наименьшее значение направленности 40 дБ, наибольшее значение Кса в первичном волноводе равно 1,1, а во вторичном аолноводе 1,2 в пределах всей ширивы полосы нропуснания стандартных волноводов в диапазоне 2,6 — 140 ГГц.

Такие же волноводыые направленные ответвители с отверстнямв в узкой стенке обычно обладают несколько меньшей направленностью (максимальное значение 30 дБ) н имеют точность поддержания коэффицнента связи т2,5 дБ в пределах всей ширины полосы пропускания частот волновода, однако оня 22 йб. Элементы и узлы линий передачи могут использоваться при полной номинальной мощности пропускания однородного волновода. В другом типе направленного ответвителя, обеспечивающем передачу больших мощностей нз первичной линни во вторичную, используется распределенная связь через щель в общей стенке между параллельными нолноводами [24.

25) Когда длина области связи является кратной нечетному числу отрезков, равных Хе/4 нли ле!8, передается соответственно вся или только половина мощности. Применение данного устройства связи [26, 2?) позволило создать удобные и компактные 3 дБ направленные ответвители. Направленный ответвнтель такого типа называется также квадратурным мостовым со. единением по аналогии с низкочастотным мостовым соединением.

Мощность, подаваемая на любое из плеч, делится на равные части между двуми другими плечами, н то время как на плече 4 мощность равна нулю. При этом фазы первичного и вторичного выходных сигналов находятся в квадратуре. Фаза вторичного выходного сигнала в волноводных мостовых соединениях со связью через широкую стенку опережает на 90' фазу первичного, а со связью через узкую стенку отстает от нее на 90' [28). Волноводиые квадратурные мостовые соединения имеют хорошие данные в пределах полосы !Π— 12% от несу'щей частоты. По величине пропускной мощности вариант ответвителя со связью через смежные стенки не был превзойден ни одним из других мостовых соединений.

Можно получить минимальную развязку 30 дБ при обеспечении деления мощности в пределах 3 и 0,25 дБ и максимальный К,„= 1,1 в прс. делах диапазона частот ! — 40 ГГц. В диапазоне ! — !2 ГГц широко используются также ноаксиальиые и полосковые квадратурные мостовые соединения, обладающие высокой широкооолосностью. В радиолокации применяются также волноводиые направленные ответ вители крестообразного типа и типа Швннгера.

Этн ответвители отличаются от ответвителей с дискретными пли щелевыми отверстиями связи дополни. тельным внутренним сдвигом фазы на 180'. В результате сигналы, проходящие одинаковое расстояние, находятся в противофазе, в то время как те сигна лы, которые проходят расстояние, отличающиеся на половину длины волны волновода, находятся в фазе. Волноводные кресты и направленные ответвители Швингера обеспечивают относительно постоянную связь в пределах ши. рины полосы пропускания стандартных волноводов с направленностью, приблизительно равной номинальному значению коэффициента связи.

Обычно такие ответвители рассчитываются на номинальные значения коэффициента связи от 20 до 40 дБ (+1,5 дБ — возможные колебания), минимальную направленность 20 дБ и максимальный Кеа = 1,05 для каждого плеча в пределах диапазона частот 2,6 — 40 ГГц. Возможны также невзанмные перестраиваемые направленные ответнители, у которых окно между волноводами наполнено ферритом [23). Данные, необходимые при проектировании разных типов волнаводных направленных ответвителей, имеются в работах [7, 29[, Различные ноаксиальные и полосковые направленные ответвители с дискретными или щелевыми отверстиями свизи обычно имеют в полосе, превышающей октаву, следующие диапазоны значений параметров; коэффнциенз связи 3 — 40 дБ, колебание коэффициента связи от ~0,2 до ш0,5 дБ, минимальная направленность 17 — 40 дБ н максимальный Кон = 1,1 — 1,3 в диапазоне 50 МГц — 12,4 ГГц.