Баранов С.А. Лекции по антеннам радиосистем
Подождите немного. Документ загружается.
111
Для толстых штырей (d/a>0,1) резонансная длина l
0
на 10-30% меньше
4
λ
.
l<l
0
– емкостной штырь.
l>l
0
– индуктивный штырь.
Максимум ……….когда он в центре.
в). Фланцы.
Устройства для соединения отдельных секций волноводного тракта.
1. Контактные (притертые) обеспечивают механический контакт, по всей
поверхности, а особенно по внутренней стенке, где текут большие поверхностные
токи.
Для исключения перекосов используют шпильки. Для контакта –
подпружинивающие прокладки из меди и т.д.
2. Дроссельные.
Коаксиал.
Радиальная линия.
Полоса частот ~20%, при точном выполнении 2AВ=2
С перекосом менее критичны.
г). Изгибы и повороты.
R R>>
В
λ
Лучше если
( /2)
АВ В
l m
= Λ
тогда отражается.
Недостаток – громоздок.
Н-поворот Е-поворот
112
0,25
В
l
≈ Λ
х =(0,6-0,7)а х=0,4а лучше, но более громоздок.
так как поле
меньше меняется .
д). Поляризационные скрутки и секции.
Предназначены для поворота плоскости поляризации волны.
Поле
Е
r
перпендикулярно металлической пластине.
2
В
l
> Λ
е). Согласованные нагрузки.
Используются в качестве эквивалентов антенн. Основное требование к ним
К
ст
=1.
Обычно задают К
ст
волны 1,02-1,05.
Различают нагрузки: малого уровня мощности и высокого уровня мощности.
Малого уровня мощности: К.З. волновод с поглощающими пластинами
параллельно
E
r
. Поглощающий материал: нихром, платина и т.д. нанесенный методом
напыления на текстолит, гетинакс и т.п.
/4
B
λ
Большой уровень мощности:
Обычно используют объемный поглотитель: карбонильное железо,
поляризованные материалы, алюмооксидные порошки в твердеющих поглотителях
113
(полистирол) или керамики, а для особо мощных карбид кремния, окиси бериллия –
керамики на основе их.
ребра
Охлаждение водой или обдувом. Необходимо плотное прилегание поглотителя к
поверхности волновода для исключения пробоев и обеспечения теплоотвода.
ж). Аттенюаторы.
Устройства для регулирования и ослабления сигнала в СВЧ тракте.
Применяют предельные (на основе запредельных волноводов) Геометрические
размеры меньше критических, характеризуются очень большими затуханиями 120-160
дБ.
Поглощающие – аналогичны нагрузкам, только поглощающий элемент
перемещается в поле и тем самым меняется коэффициент затухания.
Пластинка с поглощающим покрытием перемещается внутри волновода с помощью
механического механизма. Если пластинка в центре, то затухание максимально.
З) Фазовращатели.
Фазовращатели предназначены для изменения фазы, проходящей через них волны.
Здесь рассматриваются только взаимные фазовращатели.
φ=ĸ·l=2π·l/λ
в
По принципу действия различают: ,
а) Фазовращатели с изменением l, например телескопические,
λ
в
б) Фазовращатели с изменением λ
в.
114
2
0
0
2
1
1
⋅
−
=
а
в
λ
λ
ε
λ
l
1) Изменяют
ε
-конструкции как у аттенюаторов, только вместо пластин
высокодобротный .
2) Изменяют
а
путем снимания упругой секции с прорезью.
И) Волноводные тройники.
115
Е-тройник с плеча 3 1 и 2 возбуждаются противофазно.
[
]
=
Е
S
j
−
−
−
3
1
3
2
3
2
3
2
3
1
3
2
3
2
3
2
3
1
Н
-
тройник с плеча 3 1 и 2 возбуждаются синфазно
[ ]
−
−
−
−
−−
=
3
1
3
2
3
2
3
2
3
1
3
2
3
2
3
2
3
1
jS
Н
116
Это взаимные шестиполюсники.
К) Переходы от прямоугольных к круглым волноводам при
возбуждении различных типов колебаний.
Самый простой переход Н
10
прямоугольного волновода в Н
11
круглого волновода
.
Недостаток: длинный, узкополосен.
Переход Н
11
прямоугольного волновода в Е
01
круглого волновода.
117
Недостатки: трудно добиться чистого возбуждения Е
01
, узкополосен,
маломощен.
Л) Вращающиеся соединения.
Используют на основе Т-волн или Е
01
. Подходы такие же, как и для коаксиальных
вращающихся сочленений.
118
Применяют ранее рассмотренные разновидности переходов с Н
10
на Е
01
.
5.3 Элементы полосковых трактов.
а) Переходы Т-волн в квази Т.
Работают устойчиво и широкополосны, т.к. Т и квази Т близки по структуре.
б)
Резистивные элементы.
119
в) Реактивные элементы.
в зависимости от длины
для малых С для больших С
6. Балансные устройства СВЧ.
6.1 Классификация и общие свойства.
В технике СВЧ широкое применение находят восьмиполюсники со следующими
свойствами:
1. Условие согласования.
2. Условие развязки.
1. Если к трем входам подключить согласованные нагрузки, то четвертый будет
также согласован.
2. При подключении генератора к одному из входов мощность будет делиться
между двумя выходами, а один будет развязан.
Исходя из геометрии, различают восьмиполюсники с 1 и 2 плоскостями симметрии.
Плоскости симметрии могут проходить как между полюсами, так и по клеммам одного
из выходов (или нескольких).
120
Учитывая геометрию и то, какой вход является развязанным, различают:
а) Направленность первого рода (прямонаправленные)
б) Направленность второго рода (обратно направленные)
Если мощность делится между выходами поровну, то такой баллансный
восьмиполюсник называется мостом
.
Если в произвольных соотношениях-
направленный
ответвитель
.
[ ]
=
00
00
00
00
21
12
21
12
SS
SS
SS
SS
S
а
S
21
=0- условие развязки, исходя из симметрии
S
12
=0=S
34
=S
43
S
11
=S
22
=S
33
=S
44
=0- условие согласования.
При симметрии по двум плоскостям:
S
41
=S
14
=S
32
=S
23
=S
1
S
13
=S
31
=S
24
=S
42
=S
2
Баллансные восьмиполюсники не содержат поглощающих элементов, т.е.
[
]
S
-
унитарна.
[
]
[
]
[
]
[
]
−=+⇒⇒=⋅
∗
1
2
2
2
1
SSSдляESS
а
t
условие сохранения
электромагнитной
энергии.
S
1
S
2
*
+S
2
S
1
*
=0- соотношение для фаз
2
1
22
11
ϕ
ϕ
j
j
eSS
еSS
⋅=
⋅=