Главная  Коаксиальные и полосковые линии (СВЧ) 

1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Возьмем волпопод с -прямоугольным пояереч-ным сечением 23Х ТГю мм. Радиус волновода круглого сечения рассчитаем так, чтобы ритическая длина волны- для основной волны Нц, как и в волио-оде прямоугольного сечения для волны Ню, равнялась 4,6 см. В втором случае радиус волновода круглого сзчения определим w условия, чтобы кр для волны Ео1 в волноводе круглого сечения



Рис. 11. Распределение критических длин волн по шкале X для волноводов прямоугольного и круглого сечений и коаксиальной линии.

у.об-ласть длин волн, где может распространяться только основная волна; --область отсеч(<и.



равнялась 2,3 см как для волны Н20 в волноводе прямоугольного сечения. Волновое сопротивление коаксиальной линии возьме.м самое распростраиеииое (50 Ом), а диаметры ее проводников определим из условия, чтобы критическая длина волиы для волны высшего типа Нц в этой коаксиальной линии равнялась 2,3 см, т. е. равнялась Хкр для волиы Н20 в прямоугольном волноводе. На рис. п в одном масштабе приведены размеры этих четырех линий и значения критических длин волн для ряда типов воли. По этому рисунку можно сделать следующие важные для практики выводы: круглый волновод более чем в два раза узкополоснее прямоугольного, если сравнивать диапазоны частот, где может распространяться только основной тип волны. Чтобы обеспечить перекрытие по диаметру от 2,3 до 4,6 см на основном типе волны достаточно волновода прямоугольного сечения одного размера 23X40 мм, а круглых волноводов недостаточно и двух размеров; при диаметрах 17,5 и 27 мм в полосе от 3 до 3,53 см в волноводе диаметром 27 мм может распространяться ие только основная волна Ни, но и волна Eoi. С другой стороны, в диапазоне волн около 4 см волновод круглого сечеиия получается значительно более металлоемким (приблизительно иа 30%) по сравиеиию с прямоугольным; отношение периметров их равно 85/66=1,28. Сравнивая коаксиальную линию с вoлнoвoдoLV прямоугольного сечения, нетрудно видеть, что в обеих линиях рас-простраиеине волн высших типов иевозможио (з ачение критических частот высших типов волн одинаково), если диаметр наружного проводника коаксиальной линии приблизительно равен размеру стеики b волновода прямоугольного сечения или половине широкой стеики с.

ВОЗВУЖДЕНИЕ ВОЛНОВОДОВ И СВЯЗЬ ИХ С ДРУГИМИ ЦЕПЯМИ

Даже при правильном выборе размеров волновода необходимо иметь такое устройство, которое возбудит в нем именно тот тип волиы, который требуется по условиям работы. Для возбуждения воли в волноводе или вывода из него энергии можно использовать один из трех методов (рис. 12), каждый из которых предполагает знание структуры полей требуемого типа волиы.

При электрическом методе связи (рис. 12,а) применяют линейный вибратор в виде штыря, который располагают вблизи максимума электрического поля возбуждаемой волны параллельно электрическим силовым линия.м этой волны. Такой штырь может являться продолжением внутреннего проводника коаксиальной линии или коаксиального кабеля.

Чтобы возбужденная электромагнитная волна распространялась по волноводу только в нужную сторону, штырь располагают на определениом расстоянии от короткозамкнутого конца волновода. Это расстояние должно равняться примерно четверти (нечетному числу четвертей) длины волны в волноводе. В этом случае поле волиы, отраженной от металлической короткозамыкающей поперечной стенки, будет складываться с полем прямой волиы, идущей в требуемом иаправлеиии. Часто закорачивающую стенку в волноводе делают подвижной в виде поршня.

Меняя связь с волноводом путем изменения длины штыря, а также добиваясь сиифазности полей отраженной и прямой волн



АбМбШью перемещающегося йоршня, можно обеспечить МаксйМаЛЬ-мю отдачу энергии в волновод.

При магнитном методе возбуждения (рис. 12,6) используется тля связи (рамка). Ее располагают там, где магнитное поле тре-veMoro типа волиы максимально, причем плоскость петли должна ft тть перпендикулярна магнитным силовым линиям поля волиы. Связь матиитной петля с волноводом можно менять, поворачивая етлю вокруг продольной оси коаксиальной линии, по которой подводится .высокочастотная энергия к петле.


Рис. 12. Способы возбуждения волноводов.

а - .аинейным вибратором 1 (2 - лоршень; S - кабель) ; б - петлей 4; в - щелью 6 (5 - токи в стенке волновода ло прорезания щели); г - отверстием 7.

Третьим методом возбуждения волноводов является применение щели или отверстия той нли иной формы (рис. 12,в, г). В этом случае в стенках волиовода возбуждаются высокочастотные .токи, направление и распределение которых должны совпадать с высокочастотными токами в стенках волновода для волны требуемого типа. Необходимо указать, что щель возбуждает волну в волноводе эффективнее, если она прорезана в направлении, перпендикулярном направлению протекания токов требуемого типа волны.

Связь двух волноводов через общее отверстие в стенках применяется в основном тогда, когда из волновода нужно вывести только часть передаваемой мощности. Длина щели подбирается экс-пертеитально. Для начала ее можно взять равной половине длины волны в волноводе, причем середину щели нужно располагать на таком же раостояиии от поршня, как и в предыдущих случаях.

Указанные способы возбуждения воли пригодны для волноводов как круглого, так и прямоугольного поперечного сечеиия. Зная об- Ц'Ие правила возбуждения волноводов, нетрудно выбрать конструкцию возбуждающего устройства для возбуждения в волноводе нужного типа волиы.



1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37