Направленный ответвитель. В волноводных трактах всегда существуют две волны, двигающиеся в противоположных направлениях. Обычный ответвитель (например, штырь) ответвляет во вспомогательный волновод часть мощности от суммы мощностей падающей и отраженной волн. Направленный ответвитель ответвляет часть мощности от прямой волны, или от отраженной раздельно, то есть имеет место направленное ответвление. Рассмотрим принцип работы волноводного направленного ответвителя (рисунок 5.7)
Рисунок 5.7
Ответвители имеют в
составе 2 линии, основную и вспомогательную и элементы связи между ними. Пусть
имеем два прямоугольных волновода с общей узкой стенкой, в которой имеются два
отверстия на расстоянии друг от друга l=
/4. Диаметры отверстий одинаковы и они
будут ответвлять одинаковые по амплитуде волны. Мощность Р1 волны Н10,
поступающая в первое плечо, пройдет во второе плечо, а также часть мощности
ответвится от первого и второго отверстий и поступит в четвертое плечо и в
третье плечо Е1 и Е2.
В плече 4 волны Е1
и Е2 будут суммироваться в фазе (обе волны прошли одинаковое
расстояние и их фазы в плече 4 одинаковые). В плечо выйдет их сумма Е1+Е2.
В плече 3 волны Е1 и Е2 будут в противофазе и их сумма
будет равна нулю. Плечо 3 не возбудится. В противофазе волны Е1 и Е2
будут потому, что волна Е2 проходит путь на 2/4
больше, это в градусах 180º.
Если в основном волноводе есть отраженная волна, она поступает в плечо 2 и ее часть ответвится в плечо 3. Таким образом, в плече 4 будет выделяться часть мощности от падающей волны, а в плечо 3 отраженной. Такие ответвители называют сонаправленными, в них мощность ответвляется в направлении движения падающей волны. Есть направленные ответвители противонаправленные.
Основные параметры направленного ответвителя:
- коэффициент связи по
мощности Ксв, Р = Р4/Р1, по напряжению Ксв,
Е = 
(или Ксв дБ = 10lg(Р4/Р1));
- направленность DдБ = 10lg(Р4/Р3);
- развязка NдБ =10lg(Р1/Р3);
- коэффициент стоячей волны Ксв;
- диапазон частот, в пределах которого сохраняются требуемые значения Ксв, D, N, Ксв.
Направленный ответвитель (НО) с двумя отверстиями связи имеет требуемые электрические характеристики в узкой полосе частот. Для расширения рабочей полосы частот и увеличения реализуемых значений Ксв применяют многодырочные НО. Подбирая размеры отверстий и их число удается получить любое значение Ксв (даже равное 1, что соответствует полной связи между волноводами Р1 = Р4). При конструировании НО на основе коаксиальных, двухпроводных или полосковых линий передачи, работающих на волнах Т, применяют отрезки связанных линий. В таких НО используется распределенная электромагнитная связь, возникающая в линиях открытого типа между близко расположенными проводниками. НО на основе микрополосковых линий (МПЛ) можно реализовать с боковой связью полосы, с лицевой связью (Рисунок 5.7в, г). Расстояние l – длина области связи, обычно l =0.25Λ.
Применение НО:
- в измерительной технике. На двух НО, включенных противоположно, то есть один НО измеряет мощность падающей волны, другой – мощность отраженной волны. Зная эти мощности можно рассчитать коэффициент отражения от нагрузки, Ксв, Кбв и др. Это реализуется в рефрактометре, где Г – генератор СВЧ (Рисунок 5.7д), изменяя его частоту, получают частотную зависимость параметров.
- для измерения мощности в основном тракте и для непрерывного ее контроля.
- для настройки нагрузок (антенн) в режим бегущей волны.
6 Невзаимные устройства СВЧ
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.