Направленный ответвитель можно получить и при использовании ненаправленных элементов связи. Ненаправленным элементом связи будем считать такой элемент связи, который возбуждает во вспомогательном волноводе электромагнитные волны, распространяющиеся в противоположных направлениях с одинаковыми амплитудами. Чаще всего это элемент с одним видом связи (либо электрической связью, либо магнитной).
Ответвитель с двумя отверстиями связи по узкой стенке волноводов.
Рис. 6 Ответвитель с двумя отверстиями связи.
Каждое отверстие связи возбуждает во вспомогательном волноводе пару волн с амплитудой А, причем возбужденная волна находится в фазе с возбуждаемой каждым элементом связи. Подобное возбуждение вспомогательного волновода называется синфазным.
Достоинством такого ответвителя является простота его конструкции.
Характеристики ответвителя: направленность 20дб; переходное ослабление 10 – 30 дб; ширина полосы частот: малая.
5.Направленные ответвители с большим числом элементов.
Наиболее простым из подобных ответвителей является ответвитель с тремя элементами связи, схематическое изображение которого приводится на рис. 7.
Рис. 7 Схематическое изображение направленного ответвителя с тремя элементами связи и принцип его работы.
При частоте, соответствующей λВ0 и выполнении условия |А2|=|А1|+|А3|=2|А|, где А1, А2, А3 –амплитуды волн, возбуждаемые отверстиями 1,2,3 в направлении 3, энергия на выход 3 не поступает (рис. 7.б).
При изменении частоты изменяются фазовые соотношения между векторами А1, А2,А3 и амплитуда волны в направлении 3 равна
|А∑3|=|А2|-|А|cosa.
Можно получить все ответвители такого типа, взяв в качестве отправной точки двухэлементный ответвитель с одинаковыми отверстиями связи и , составляя из него трехэлементный, затем четырехэлементный, пяти, шести, семи и т.д.
2. Расчет размеров и параметров направленных ответвителей.
После краткого обзора направленных ответвителей проведенного в пункте 1, учитывая все достоинства и недостатки, а также характеристики, выбираем конструкцию направленного ответвителя. Выбираем конструкцию направленного ответвителя с ненаправленными элементами связи, так как он является простым в конструировании и его технические характеристики полностью удовлетворяют нашему техническому заданию.
Проведем расчеты
для определения геометрических размеров и параметров направленного ответвителя
с одинаковыми элементами связи (отверстия), расположенных на узкой стенке
волновода, показанного на рис.9. При использовании меньшего количества
отверстий не соблюдаются заданные параметры волновода.
Исходные данные для расчета: Рис. 9
fmin=35 ГГц, fmax=37 ГГц - диапазон частот
N= 25 дб направленность
С= 20 дб переходное ослабление
Кстu= 1,15 Кстu входа
Р= 10кВт передаваемая мощность
Необходимо определить: расстояние между отверстиями связи (l); диаметр отверстий связи (d); длину волны в направленном ответвителе (λв); расчет ответвляемой мощности (Р4).
Из рассмотренных элементов связи прямоугольных волноводов наиболее простыми в изготовлении, то есть более технологичными, являются элементы связи в виде круглых отверстий, в которых просто обеспечить необходимую точность, что существенно при конструировании широкополосных направленных ответвителей.
\
Исходя из диапазона данных частот выбираем размеры волновода
(ахb)мм по таблице 1.1, а также r-радиус скругления волновода(мм), s- толщина волновода(мм), длину волновода по таблице 1.2. Все приведенные размеры согласно ОСТ 4.206.000.:
Таблица 1.1
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.