Максимальное значение резонансного сопротивления Rэкв.хх.max = 10500d√fненагруженной короткозамкнутой воздушной двухпроводной линии с медными проводниками получается при отношении D/d= 4,4l. Максимальное значение добротности Qэкв.max = 19,1d√f достигается при отношении D/d= 2,16. Оба параметра достигают максимума при разном отношении размеров линии. Поэтому выбор оптимального отношения размеров линии D/dопределяется тем, какой из параметров резонансной линии Rэквили Qэкв является более важным при ее использовании.
В двухпроводных резонансных линиях существенное влияние на резонансное сопротивление и добротность оказывают потери в изоляторах элементов крепления проводников линии и потери на излучение. Для уменьшения этих потерь элементы крепления проводников линии изготавливают из высококачественных диэлектриков, а сами проводники помещают в экраны. На рис. 11.1 показаны наиболее часто встречающиеся на практике формы экранов двухпроводных резонансных линий.
а б
Рис. 11.1. Формы экранов двухпроводных резонансных линий: а – линия со сплошным экраном; б – частично экранированная линия
Находят применение более простые по конструкции однопроводные короткозамкнутые резонансные линии, состоящие из одного проводника. Роль второго проводника в этом случае выполняет металлический корпус прибора.
В ряде случаев для уменьшения длины резонансных двухпроводных и однопроводных линий их проводники выполняют в виде спирали. Погонная индуктивность в таких линиях увеличивается, а фазовая скорость бегущей волны, ее длина и длина стоячей волны уменьшаются. Вследствие этого уменьшается и длина резонансной линии. Линии со спиральными проводниками применяют в метровом и длинноволновой части дециметрового диапазона.
Подключение резонансных двухпроводных линий к активным и пассивным элементам схем, а также к симметричным и коаксиальным (несимметричным) фидерам осуществляется с помощью индуктивной, кондуктивной и емкостной связи. На рис. 11.2 показаны индуктивная, емкостная и кондуктивная схемы связи резонансной короткозамкнутой двухпроводной линии с симметричным фидером.
Индуктивная связь с резонансной двухпроводной линией реализуется с помощью витка 3, расположенного вблизи конца линии 1 (см. рис. 11.2, а).
Рис. 11.2. Индуктивная (а), емкостная (6) и кондуктивная (в) схемы связи резонансной короткозамкнутой двухпроводной линии с симметричным фидером: 1 — резонансная линия; 2 — проводники фидера, 3 — виток связи
Для устранения влияния входного сопротивления витка на входное напряжение цепь связи настраивают в резонанс при помощи конденсатора, включаемого последовательно с витком связи (на рисунке не показан).
Емкостная связь с резонансной линией (см. рис. 11.2, б) осуществляется при помощи двух конденсаторов С, соединяющих фидер 2 с проводниками линии 1.
Кондуктивная связь с симметричным фидером (см. рис. 11.2, в) обычно применяется в резонансных линиях с фиксированной настройкой. Регулировка величины связи осуществляется изменением расстояния l1 от точек присоединения фидера до короткозамыкающего мостика. Недостатком этого вида связи является необходимость перемещения присоединительных контактов фидера вдоль линии при ее перестройке или регулировке величины связи.
На рис. 11.3 показаны индуктивная, емкостная и кондуктивная симметричная схемы связи резонансной короткозамкнутой двухпроводной линии с несимметричным коаксиальным кабелем.
абв
Рис. 11.3. Индуктивная (а), емкостная (б) и кондуктивная симметричная (в) связи резонансной короткозамкнутой двухпроводной линии с несимметричным коаксиальным кабелем: 1 — резонансная линия; 2— коаксиальный кабель; 3— симметрирующее U-колено
Подстроечные конденсаторы Ссв на рис. 11.3, а служат для регулировки величины связи. Кроме того, с помощью конденсатора Ссв на рис. 11.3, а осуществляется компенсация индуктивности проводника связи.
При подключении коаксиального кабеля к двухпроводной резонансной линии в распределение тока и напряжения вдоль ее проводников вносится значительная асимметрия, для устранения которой подключение коаксиального фидера к резонансной двухпроводной линии осуществляется через разные симметрирующие устройства. На рис. 11.3, в показана кондуктивная связь коаксиального кабеля с резонансной линией с помощью симметрирующего U-колена, представляющего собой полуволновый отрезок того же коаксиального кабеля.
11.3. Полосковые резонаторы
Резонансные полосковые линии принято называть полосковыми (плоскостными, печатными) резонаторами. Чаще всего такие резонаторы выполняют в виде отрезков несимметричной микрополосковой линии длиной λ/4, λ/2 или λ, где λ — длина волны в линии. Формы проводников полосковых резонаторов показаны на рис. 11.4.
Рис. 11.4. Формы проводников полосковых резонаторов: полуволновый (а) и четвертьволновый (б) линейные короткозамкнутые, полуволновый подковообразный разомкнутый (в)
Разомкнутые полосковые резонаторы обладают значительным излучением поля с узких торцов, что обусловливает низкие значения их добротности. Короткозамкнутые резонаторы характеризуются значительно меньшим торцевым излучением и более высокой добротностью, чем разомкнутые резонаторы. Так, короткозамкнутый микрополосковый резонатор на подложке из поликора (ε ≈ 9,7) толщиной 1 мм с волновым сопротивлением W = 50 Ом на длине волны λ = 10 см имеет добротность 480, а добротность аналогичного разомкнутого на конце резонатора равна 185. Серьезным недостатком короткозамкнутых резонаторов является необходимость выполнения короткозамыкающего контакта с заземленным основанием, что значительно усложняет технологию их изготовления и не всегда удобно конструктивно.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.