Расчет основных параметров антенны и СВЧ, страница 15

В случае круговой поляризации Г_з = 0.

 Величина КСВ равна

.

Т.к. значение КСВ получилось выше указанного в ТЗ. необходимо решить задачу согласования облучателя с выбранным волноводным трактом, применив согласующее устройство. При этом система «облучатель - зеркало» рассматривается для волноводного тракта как эквивалентная нагрузка с нормированным сопротивлением:

Под согласованием понимают устранение в линии отраженных волн, в результате чего мощность поступающая от генератора в нагрузку, увеличивается до максимально возможной. Увеличивается при этом и КПД линии. Наличие в линии отраженных волн неблагоприятно с трех точек зрения. Во-первых, уменьшается мощность, поступающая в нагрузку, во-вторых, в линии появляются перенапряжения, что может уменьшить пропускаемую мощность, в-третьих, при изменении частоты меняется входное сопротивление линии, так как изменяется ее электрическая длинна (отношение геометрической длинны линии к длине волны), что часто неблагоприятно сказывается на работе генератора. По этому всегда стремятся к тому, чтобы коэффициент бегущей волны в линии в линии был близок к единице. Для этого требуется, чтобы каждый элемент, включенный в линию, был согласован с ней, т.е. имел входное сопротивление чисто активное и равное волновому сопротивлению линии или, что тоже самое, коэффициент отражения элемента Г равнялся нулю.

В данном случае рациональнее всего применить метод компенсирующих неоднородностей. Идея данного метода заключается в том, что в линию передачи в непосредственной близости от отражающего элемента (неоднородности) вводится дополнительная неоднородность, которая создает отраженную волну, равную по амплитуде и противоположную по фазе волне, отраженной от элемента.

Согласование будем производить четвертьволновым трансформатором. Схема согласования представлена на рисунке (рис. 2.7.1).

 Трансформатор длиной l/4 с волновым сопротивлением Z_тр ¹ 1 занимает участок тракта АВ. На выходе трансформатора выполняется условие согласования, т.е. в точке В полное сопротивление на расчетной частоте должно равняться единице. Также сопротивление на входе трансформатора в точке А должно быть чисто активным и равным r_A = Z²_TP. Поэтому точка А должна располагаться либо в узле, либо в пучности продольного распределения напряжения. На рисунке (рис. 2.7.1) показан случай, когда точка А расположена в пучности.

Рассчитаем волновое сопротивление волновода с воздушным заполнением:

Волновое сопротивление волновода находится по формуле:

Для волновода с воздушным заполнением

Активное сопротивление в узле распределения напряжения на линии равно КБВ нагрузки. Поэтому можем считать требуемое волновое сопротивление трансформатора равным: