Электротехника \ Техническая электродинамика

Направленные ответвители. Направленные и ненаправленные элементы связи, страница 3

Направленный ответвитель с двумя элементами связи по узкой стенке волновода.

Связь осуществляется продольной составляющей магнитного вектора поля H_z.

Устройство такого направленного ответвителя показано на рис.

Рис. Направленный ответвитель с двумя ненаправленными отверстиями связи.

Каждое отверстие возбуждает во вспомогательном волноводе две волны с амплитудой А, причем возбужденные волны находятся в фазе с волной в основном волноводе, т.е. при переходе через отверстие скачка фазы волны не наблюдается. Такое возбуждение называется синфазным.

При поступлении в плечо 1 и ее движении в направлении плеча 2 сначала происходит возбуждение отверстия 1 и во вспомогательном волноводе возбуждаются две волны с одинаковой амплитудой А, распространяющиеся в направлении плеча 3 и плеча 4. При дальнейшем движении волны в основном волноводе до отверстия 2 фаза ее изменяется на величину p/2, поэтому волны, возбуждаемые отверстием 2 во вспомогательном волноводе имеют запаздывание по отношению к волнам возбуждаемым отверстием 1 на величину p/2. волна, движущаяся во вспомогательном волноводе от отверстия 1 в сторону плеча 3, при прохождении расстояния до отверстия 2 проходит путь, равный l_в0/4, что соответствует ее запаздыванию по фазе на величину p/2. поэтому волны, возбуждаемые во вспомогательном волноводе отверстиями 1 и 2 и движущиеся в сторону плеча 3 совпадают по фазе и суммируются. Волна, возбуждаемая отверстием 2 во вспомогательном волноводе в направлении плеча 4 с запаздыванием p/2 при прохождении пути l_в0/4 до плеча 1 запаздывает по фазе относительно волны, возбуждаемой отверстием 1 и движущейся в направлении плеча 4, на величину p и компенсирует ее.

Следовательно, в направлении плеча 3

В направлении плеча 4

Переходное ослабление ответвителя

, где

Направленность

, где l_в0 – расчетная длина волны в волноводе,

l_в – реальная длина волны в волноводе.

Недостатки такого направленного ответвителя: значительная зависимость переходного ослабления и направленности от частоты.

Направленные ответвители со многими элементами связи.

Имеется большое число направленных ответвителей со многими элементами связи. Рассмотрим наиболее часто применяемые на практике многоэлементные ответвители.

Направленные ответвители с неодинаковыми элементами связи

Обычно эти ответвители имеют нечетное число элементов связи. Трехэлементный ответвитель показан на рис.

Рис. Пояснение работы 3^х элементного ответвителя.

Отверстие связи 2 подбирается таким образом, чтобы

На средней частоте (при l_в0 ) можно построить сложение на фазовой плоскости трех волн, возбуждаемых отверстиями 1, 2 и 3, которые движутся во вспомогательном волноводе в сторону плеча 4.

Рис. Векторное представление суммарной волны, движущейся в направлении плеча 4.

Из последнего рисунка видно, что при l_в0 происходит полная компенсация волн, распространяющихся в направлении плеча 4. при изменении частоты амплитуда волны, распространяющейся в направлении плеча 4 будет равна