Конструирование направленного ответвителя с одинаковыми отверстиями связи, предназначенного для ответвления части мощности из основного высокочастотного тракта в диапазоне частот от 35 до 37 ГГц

Содержание

Введение……………………………………………………………………….....3

1. Краткий обзор направленных ответвителей ..................................................5

2. Расчет размеров и параметров направленного ответвителя........................12

3. Описание работы ответвителя и выбор материалов покрытия...................18

4. Технология изготовления направленного ответвителя................................24

5. Расчет технологических допусков.................................................................26

6. Оценка надежности..........................................................................................27

7. Заключение.......................................................................................................28

Список литературы..............................................................................................29

Приложение:

1.  Сборочный чертеж

Введение

Целью данной курсовой работы является конструирование направленного ответвителя с одинаковыми отверстиями связи, предназначенного для  ответвления части мощности  из основного высокочастотного тракта в диапазоне частот от 35 до 37  ГГц.

Наряду с аттенюаторами, большое распространение получили направленные ответвители, служащие для направленного ответвления части мощности высокочастотных колебаний, распространяющихся по тракту. Они обладают способностью реагировать на волну только одного направления – падающую или отраженную, в зависимости от способа включения в тракт, и при этом практически не вносят рассогласования в линию .

Работа направленного ответвителя основана на возбуждении во вторичном тракте нескольких волн, смещенных по фазе так, что амплитуды волн, распространяющихся в желаемом направлении, интерферируя, суммируются, а в нежелаемом – взаимно компенсируются. Интерференции амплитуд волн во вторичном тракте можно добиться,    используя    возбуждение вторичного тракта элементами   электрической и магнитной связи как   разнесенными конструктивно на определенное расстояние друг от друга, так и  объединенными   в один элемент. В последнем случае элемент связи характеризуется собственной направленностью.

Направленный ответвитель можно получить и при использовании ненаправленных элементов связи. Ненаправленным элементом связи называется такой элемент, который возбуждает во вспомогательном волноводе электромагнитные волны с равными амплитудами.

Примером элемента связи, который не обладает направленностью,    является отверстие в узкой стенке прямоугольного волновода. Волноводы в этом случае связаны тангенциальной составляющей магнитного поля. Отверстия, расположенные на расстоянии λ/4 друг от друга, образуют направленный ответвитель.

Направленные ответвители можно разделять на несколько классов в зависимости от типа передающей линии,  образующей  первичный и вторичный  каналы:  ответвители коаксиальных линий  передач, ответвители волноводных линий передач, ответвители двухпроводных линий передач и др.

Направленные ответвители  широко применяются в  измерительной технике, для связи генераторов СВЧ и передающих линий с измерительной аппаратурой, а  также  для  контроля  работы  аппаратуры   сверхвысоких   частот. Рассмотрим   наиболее   характерные   примеры использования  направленных  ответвителей:  а) измерение  проходящей   мощности; б) двойной направленный ответвитель  в  качестве  измерителя  КСВ  (рефлектометр );  в)  направленный ответвитель  в качестве фиксированного ослабителя  и направленного  возбудителя. Помимо  перечисленных  случаев, направленные  ответвители  часто применяются  при  контроле настройки элементов высокочастотного  тракта на  минимум  или  на  максимум   отраженного  сигнала.  Важную  роль  играет  применение  направленных  ответвителей  при  измерениях параметров  полых  резонаторов,  а  также  при  «холодных»  измерениях   со  многими   типами   электровакуумных  приборов СВЧ.  Наконец,  направленные  ответвители   могут  и  непосредственно      использоваться    в  конструкциях    электровакуумных приборов  СВЧ.

1. Краткий обзор направленных ответвителей.

Классификация направленных  ответвителей.

Направленные ответвители можно классифицировать по нескольким признакам: по виду элементов связи и их числу, по характеру связи, по конструктивному исполнению линий передачи.

По виду и числу элементов связи можно все ответвители подразделить на ответвители с одним, двумя, тремя и большим числом элементов связи.

По их форме – на щелевые, с круглыми, эллиптическим, крестообразным и элементами связи другой формы.

По характеру связиответвители различаются в зависимости от типа связи ( электрическая связь, магнитная или смешанная).

По конструкции линии передачи различают коаксиальные, волноводные и полосковые направленные ответвители.

1. Ответвитель Бете.

Ответвитель Бете представляет собой соединение по широкой стенке двух волноводов со связью в виде круглого отверстия небольшого размера, расположенного на пересечении осей симметрии широких стенок волноводов (рис.1). Ось одного волновода располагается под углом α к оси другого.

Рис.1  Ответвитель Бете.

В ответвителе Бете осуществляется связь по электрическому полю Еy и по магнитному Нx и Нz одновременно. Так как вектор Е в основном волноводе перпендикулярен плоскости отверстия, а Н=Нx+Нz параллелен, то характер возбуждения вспомогательного волновода будет разный. На рис.2 показан принцип электрической и магнитной связи через малое отверстие.