Устройства СВЧ и антенны. Техническая электродинамика и устройства СВЧ. Устройства СВЧ: Методические указания к лабораторным работам, страница 10

Пусть плечи 2, 3 и 4 щелевого моста нагружены на согласованные нагрузки, а в плече 1 возбуждена волна типа Н₁₀, амплитуду которой примем равной единице. Отсутствие возбуждения в плече 4 можно рассматривать как результат одновременного воздействия на него двух противофазных волн Н₁₀ с амплитудой, равной 0,5. Волну Н₁₀ единичной амплитуды в плече 1 можно рассматривать как сумму двух синфазных волн Н₁₀ с половинной амплитудой. Поэтому возбуждение плеча 1 волной единичной амплитуды (рис. 24,а) и отсутствие поля в плече 4 эквивалентно одновременному возбуждению плеч 2 и 4 по следующим двум схемам:

Рис. 24

– плечи 1 и 4 возбуждены в противофазе волнами половинной амплитуды (рис. 24,б);

– плечи 1 и 4 возбуждены синфазно волнами половинной амплитуды (рис. 24.в).

Две противофазные волна Н₁₀ в плечах 1 и 4 – составляют одну волну Н₂₀, распространяющуюся в волноводе удвоенной ширины. Эта волна, распространяясь в области щели (0≤Z≤l на рис. 24,б), получает фазовый сдвиг, равный

,                                                                        (18)

где l – длина щели, и

.                                                     (19)

В плечах 2 и 3 Н₂₀ снова распадается на две противофазные волны типа Н₁₀. Временная векторная диаграмма полей в плечах моста при противофазном возбуждении имеет вид, изображенный на рис. 25.

Рис. 25

При синфазном возбуждении (рис. 24,в) плечи 2 и 4 возбуждены в фазе. Во всех точках, расположенных вдоль средней линии щели, поля, возникающие за счет излучения энергии из волноводов 1 и 4 в область щели, складываются в фазе. Благодаря этому в волноводе шириной 2 возбуждаются только те колебания, которые только те колебания, которые имеют пучность электрического поля в точке X=a, т.е. энергия двух волн Н₁₀, распространяющихся в плечах 1 и 4, трансформируется в энергию волн Н₁₀, Н₃₀, Н₅₀, … и т.д.

Выберем размеры волноводов, образующих щелевой мост, так, чтобы во всем диапазоне моста из всего бесконечного спектра типов волн в волноводе удвоенной ширины распространялась волна типа Н₁₀ и не распространялись волны типов Н₃₀, Н₅₀, … и т.д. Для этого необходимо, чтобы соблюдалось условие

,                                                                               (20)

где  – минимальная длина волны рабочего диапазона моста.

Фазовая скорость волны типа Н₁₀ в волноводе шириной 2а равна

,                                                                               (21)

А фазовая скорость волны типа Н₁₀ в волноводе шириной а равна

.                                                                               (22)

Так как , то в сечении Z=0 (см. рис. 24) имеет место скачок фазовой скорости, аналогично тому, какой бывает при переходе волны из одной среды в другую с разными коэффициентами преломления. В месте перехода возникает отраженная волна, для компенсации которой в мост вводят согласующие элементы типа индуктивных диафрагм или емкостных штырей.

В согласованном щелевом мосте вся энергия синфазных волн типа Н₁₀, поступающих из плеч 21 и 4, преобразуется в энергию волны типа Н₁₀ широкого волновода. Распространяясь по волноводу, эта волны отстает на угол

,                                                                                    (23)

где ,                                                                                    (24)

Библиографический список

Основная литература:

1.  Вольман В.И. Техническая электродинамика/ Пименов Ю.В., Вольман В.И., Муравцов А.Д..–М.: Радио и связь, 2002.

2.  Конструирование экранов и СВЧ–устройств./ Под ред. А.М. Чернушенко.–М.: Радио и связь, 1990. (Конструирование и СВЧ–устройств и экранов./ Под ред. А.М. Чернушенко.–М.: Радио и связь, 1983).

Дополнительная литература:

3.  Матвеев Б.С. Линии передачи СВЧ и их конструирование, экранирование электромагнитных полей.–Л.: СЗПИ, 1977.

4.  Матвеев Б.С. Согласование линий передачи, конструктивные элементы СВЧ–трактов.–Л.: СЗПИ, 1978.

5.  Матвеев Б.С. Конструирование элементов и узлов СВЧ-трактов.–Л.: СЗПИ, 1981.

6.  Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ, Т.1–М.: Высшая школа, 1970.

7.  Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства.–М.: Радио и связь, 1981.

8.  Фуско В. СВЧ–цепи. Анализ и автоматизированное проектирование.–М.: Радио и связь, 1990.

9.  Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств./ Под ред. В.И. Вольмана.–М.: Радио и связь, 1982.

10.  Фельдштейн А.Л. Справочник по элементам волноводной техники/ Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.Н..–М.: Сов. радио, 1967.

11.  Антенны и устройства СВЧ (устройства СВЧ). Конструирование экранов и СВЧ устройств: Методические указания к выполнению лабораторных работ.–Л.: СЗПИ, 1984.

12.  Антенны. Методические указания к лабораторным работам.–СПб: СЗПИ, 1994.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие		3
Содержание дисциплины		3
1.1	Содержание дисциплины по Государственному Образовательному Стандарту	3
1.2	Рабочая программа	3
1.3	Тематический план лекций по дисциплине	7
1.4	Темы лабораторных занятий по дисциплине	8
Библиографический список		9
2.	Методические указания к изучению дисциплины	10
Контрольное задание		33

Редактор И.Н. Садчикова

Сводный темплан 2006 г.

Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.95.П.005641.11.03

от 21.11.2003 г.

Б.кн.-журн.               П.л.                              Б.л.              Изд-воСЗТУ

                     Тираж    100                                         Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический университет

Издательство сзту, член Издательско-полиграфической ассоциации

университетов России

191186, Санкт-Петербург, Миллионная ул., 5