Электротехника \ Электродинамика и распространение радиоволн

Хвилеводи. Спрямовуючі системи та спрямовані хвилі. Двоплощинний хвилевід. Порядок визначення складових поля спрямованих хвиль, страница 14

Рисунок 1.15.3

Струм на нижній стороні смужки (4 на рис.1.15.3в), маючи повздовжну складову, буде максимальним посередині і плавно зменшуватимуся до її країв. Струм на верхній поверхні шару екранізації буде протилежним струму смужки, максимальним посередині і спадати практично до нуля на краях (5 на рис.1.15.3в)

Верхня межа робочого діапазону частот мікросмужкової лінії визначаються умовою відсутності збудження паразитних поверхневих хвиль. Частота збудження таких хвиль, є верхньою граничною частотою використання лінії, знаходиться за співвідношенням:

, (1.15.3)

де b виражено у мм, - у ГГц.

З похибкою не більшою за 0.6% хвильовий опір мікросмужкової лінії можна визначити за формулами:

при , (1.15.4)

при , (1.15.5)

де ефективна діелектрична проникність діелектрика лінії визначається за формулою:

(1.15.6)

Слід зауважити, що остання формула справедлива для відносно малих частот, на яких дисперсія виражена слабо. Виникнення дисперсії на високих частотах у мікросмужковій лінії пояснюється зростанням зі зростанням частоти через збільшення концентрації поля електромагнітного поля у діелектрику.

1.15.3 Симетрична щілинна лінія.

Симетрична щілинна лінія представляє собою вузьку щілину, прорізану у тонкому провідному шарі, виконаній на одному боці діелектричної основи з великим значенням діелектричної проникності (рис.1.15.4)

Рисунок 1.15.4

Оскільки в її структурі поля є велика повздовжна складова магнітного поля (рис.1.15.4в) , то вважається, що основним типом хвилі у симетричній щілинній лінії є Н – хвиля. Через те, що і зсунуті за фазою на , магнітне поле є еліптично поляризованим, що використовується при створенні невзаємних феритових пристроїв.

Якщо порівняти цю лінію з мікросмужковою, то в симетричній щілинній лінії:

- більш сильно проявляється дисперсія (залежність , від частоти);

- більше при однакових відношеннях ;

- більш зручний монтаж навісних елементів;

- значно нижчі втрати, бо струм в симетричній щілинній лінії розподілений по більшій поверхні;

- максимум струму знаходиться на краях щілини і за експонентою зменшується при віддаленні від її країв.

1.15.4 Несиметрична щілинна лінія

Несиметрична щілинна лінія утворюється на півплощинами, нанесеними на протилежних поверхнях діелектричної основи або у різних шарах плоско паралельних діелектричних основ (рис.1.15.5).

Рисунок 1.15.5

В залежності від взаємного розташування на півплощин одна відносно другої можливі різні модифікації несиметричних щілинних ліній: лінії з перекриттям (рис.1.15.5), лінії з нульовим перекриттям та лінії з недоперекриттям напівплощин. Обмеження на хвильовий опір накладаються наявністю випромінювання при великих хвильових опорах (велика відстань між напівпровідниками), а при малих – можливістю виникнення поверхневих хвиль.

1.15.5 Копланарна лінія

Компланарна лінія утворюється смужкою та двома напівскінченними шарами металу, розташованими на одному боці діелектричної основи (рис.1.15.6).

Рисунок 1.15.6

Структура електричних і магнітних силових ліній компланарної лінії передачі електромагнітної енергії з основним типом хвилі квазі – Т хвилі показано на (рис.1.15.7).

Рисунок 1.15.7

У цій лінії можливі також хвилі вищих типів, наприклад, Н – хвилі. Для зменшення інтенсивності збудження вищих типів хвиль в компланарній лінії металізовані шари по обидва боки смужки з’єднуються провідниками.

Зменшення ширини металізованого шарів приводить до невеликого збільшення хвильового опору .

При , а визначається за формулою: