Исследование волноводных четырехплечих (гибридных) соединений, страница 4

Кольцевой волноводный мост, как показано на рис. 8, состоит из прямоугольного волновода, свернутого в плоскости Е в кольцо, к которому присоединены четыре отрезка прямоугольного волновода. Поперечные размеры волноводов допускают распространение волны типа Н10. Длина средней окружности кольца составляет 1,5 длины волновода. Расстояние между осями каждой пары смежных присоединенных волноводов по средней окружности кольцевого волновода составляет четверть длины волны в волноводе. Также как и в случае двойного тройника, необходимо чтобы к его плечам подсоединялись согласованные нагрузки.

Рис. 8. Кольцевой волноводный мост.

Схема на рис. 8. поясняет принцип действия кольцевого моста. При подаче мощности в плечо 1 в кольце создаются две противофазные волны, распространяющиеся в противоположные стороны. Мощность будет поступать в те плечи, к которым волны подходят в противофазе. В данном случае, когда мощность подается в плечо 1, она разделится поровну между плечами 2 и 4, так как расстояния, проходимые волнами до плеча 2, отличаются на длину волны в волноводе. В плечо 3 мощность не попадает, так как расстояния, проходимые волнами до плеча 3, отличаются на половину длины в волноводе, и обе волны подходят к плечу 3 в фазе. Аналогично можно показать, что мощность поступающая в рассматриваемое плечо, поровну разделится между соседними плечами и не будет поступать в оставшееся.

Если воспользоваться понятием эквивалентной волноводу линией с распределенными параметрами (длинной линией), то полное сопротивление нагрузки плеча 1 определяется сопротивлениями плеч 2 и 4, пересчитанными к плечу 1. При волновом сопротивлением кольцевого волновода ZCK и волновом сопротивлении волноводов плеч ZCП и волноводы 2, 3, 4 заканчиваются согласованными нагрузками, то полное сопротивление нагрузки, пересчитанное к плечу 1 будет равно

.

Очевидно, что согласование волновода 1 с кольцом выполняется в том случае, когда

.                                                (10)

Поэтому на практике стремятся волновое сопротивление кольца выбрать в  раз больше волновых сопротивлений подводящих линий. Достигают этого уменьшением размера «b» кольца. Основные параметры кольцевого волноводного моста: развязка питающего и изолированного плеч, определяемая формулой (8), и равенство мощностей в плечах, отводящих энергию (см. формулу 9), то есть те же самые, что и для двойного тройника.

Кольцевой мост находит применение в тех же случаях, сто и двойной тройник. На рис. 9 показана схема антенного переключателя на кольцевых мостах волноводы l1 и l2, соединяющие мосты, должны быть одинаковой длины. Разрядники R1 и R2 включены в волноводы на расстояниях четверти и половины длины волны в волноводе, считая от первого кольцевого моста, как показано на рис. 9.

Рис. 9. Схема антенного переключателя на кольцевых мостах.

В режиме передачи, когда разрядники пробиты, мощность от генератора пойдет по одной стороне кольца прямо в антенну, потому что пробитый разрядник R1 представляет собой короткое замыкание, которое трансформируется в бесконечное сопротивление у кольца и создает короткое замыкание левой вставки кольца у входа питающего волновода. Разрядник R2 в то же время замыкает накоротко вход плеча 4. Если часть мощности все же просачивается через разрядники в кольцо В, то благодаря равенству длин волноводов между кольцами мощность в приемник не попадет, так как к плечу 3 волны придут в фазе. Мощность поступит в плечо 1 и поглотится поглощающей нагрузкой.

В режиме приема мощность из антенны разделится между плечами 2 и 4, и волны в кольце 2 у плеча 3 будут в противофазе, а следовательно мощность полностью попадет в приемник.

1.4. Щелевой мост

Подобно направленному ответвителю, щелевой мост состоит из двух отрезков прямоугольного волновода, связанных между собой общей узкой стенкой, в которой прорезана широкая щель, длиной L, как показано на рис.10.\