Волноводные соединения, изгибы, скрутки, вращающиеся сочленения,

Трансформаторы типов волн.

На рис 9.10, 9.15,9.16 показаны образцы различных волноводов, их соединения.

На Рис.9.16 показано вращающееся сочленение: как передать Э.М. энергию от неподвижной части к подвижной.

Работа 9.16(а) основывается на свойствах четвертьволновых отрезках длинных линий. Если сопротивление равно нулю, то через четверть длины волны оно равно бесконечности и наоборот.

Тем самым мы создаем довольно устойчивый и прочный электрический контакт без механического соединения.

На Рис.9.16(б) добавляется к тому, что мы знаем и знания структуры колебаний. В данном случае от передатчика мы подводим к вращающемуся сочленению волну Н10, которая трансформируется в круглой части в симметричную волну – Е01. А дальше структура симметричной волны Е01, что она трансформируется в волну Н10 в прямоугольном волноводе.

Рис. 9.16

Рис. 9.17

Рис. 9.18

На Рис.9.19 представлены обычные трансформаторы типов волн.

Это конструкции, которые преобразуют волну Н10 в основную волну круглого волновода.

Рис. 9.19

Мостовые схемы СВЧ.

Двойной волноводный тройник.

Двойной волноводный тройник представляет собой комбинацию Е и Н тройников. Конструкция представлена на Рис.9.20.

Рассмотрим распределение мощности в мосте при различных вариантах его возбуждения.

Пусть мост питается со стороны плеча 1, а в плечо 2 включена нагрузка или индикатор.

При этом возможны 2 случая:

-в плечи 3 и 4 включены одинаковые согласованные нагрузки

Мощность делится поровну между этими плечами (Рис.9.21 а – в плечо 2 энергия не идет). Силовая линия только входит в плечо 2 и тут же гасистся.

-в плечи 3 и 4 включены различные нагрузки.

Распределение мощности будет не одинаково между плечами 3 и 4 и мы зафиксируем это на индикаторе, который включен в плечо 2. (Рис.9.21 б).

Силовая линия входит в плечо 2, но гасится не полностью, т.к. мощности разные.

Рассогласование на плече 4. Может быть вследствие изменения сопротивления со временем.

Можно сделать вывод, что этот двойной волноводный тройник может быть использован не только для подключения элементов устройств СВЧ для передачи Э.М. энергии, но и также может быть использован для контроля качества согласования.

Если запитаем в плечо номер 2, то нагрузка в плечо 1 соответственно не идет, и будет распределена в случае согласованных сопротивлений между плечами 3 и 4 поровну, но в противофазе.

Если запитать с плеч Е и Н, то можно наложить картинку а на кртинку в и увидеть, что при этом в плечо 3 энергия не пойдет, а будет приложена вся энергия к плечу 4.

Чтобы сделать компактнее, используют свернутый волноводный тройник. Рис.9.22. Плечи 3 и 4 находятся в одном направлении и параллельны друг другу.

Но в этом случае возникает сложность в согласовании этих плеч.

Рис. 9.22

Волноводно-щелевой мост.

Конструкция волноводно-щелевого моста представлена на Рис.9.23.

Волноводно-щелевой мост представляет собой 2 волновода, соединенных одним с другим, которые имеют одну общую стенку, в которой прорезана щаль с размером .

Рис. 9.23

Схема волноводно щелевого моста представлена на Рис.9.24.

Выделена общая часть волновода длинной lщ.

Можем разбить на 3 участка:

1. Включает в себя 2 волновода до расширенного волновода. Размер широкой стенки а.

2. Расширенный волновод

3. Выходные участки.

Принцип работы на основании Рис.9.24:

Предположим, что волноводно-щелевой мост запитывается со стороны плеча 1. Считаем, что плечи 2, 3 и 4 нагружены на согласованные нагрузки. Возбуждаем в плече волну Н10.

Подошли к расширенному волноводу, а там размер уже 2а. И это является условием для возникновения волны высшего типа Н20.

В плече 1 полуволны Н10 и Н20 в фазе => они складываются. А в плечо 2 энергия не пойдет, потому что волны тут находятся в противофазе.

То есть, запитав в плечо 1 в плечо 2 энергия не идет, она распространяется дальше.

А мы знаем, что набег фазы определяется длинной пути, который прошла волна.

Следовательно набег фазы будет определяться, как .

Подойдя к сечению b-b каждая из волн возбуждает в плечах 3 и 4 волну основного типа – Н10.

А волна Н20 тоже будет возбуждаться.

В итоге в плече 4 выходит суммарная энергия, равная Е4.

А в плече 3 формируется волна Е3.

Из рисунка видно, что Э.М. энергия, запитанная в плечо 1 делится между плечами 3 и 4, о со сдвигом по фазе 90 градусов.

Меняя длину щели, этот сдвиг фазы можно уменьшать или увеличить.

Рис. 9.24

;

Кольцевой волноводный мост.

Рис. 9.25

Кольцевой волноводный мост – волновод, свернутый в кольцо, в котором сформированы(вырезаны) 4 вывода.

Размер кольца по кругу – полторы длины волны.

Расстояние между выводами на Рис.9.25(б).

Можем записать, что напряженность ЭП определяется:

Для определенности и не нарушая общности рассуждений запитаем в плечо 1. Энергия пойдет и по часовой и против часовой стрелки.

В плече 2 разность фаз будет равна 360. То есть в фазе с плечом 1. Значит выход будет в плече 2.

В плече 4 выход тоже будет, потому что там будет так же.

В плече 3 – против часовой 180 градусов. По часовой – 360 градусов. В итоге в плечо 3 приходит с разностью фаз 180 градусов. Таким образом, выхода не будет.

Направленные ответвители.