Принцип согласования волновода с нагрузкой.

Устройства, с помощью которых решается эта задача, назыв. согласующими. Их основное назначение – устранение отраженной от нагрузки волны, поэтому они устанавливаются ближе к ней, чтобы обеспечить режим бегущих волн в большой части линии передачи. (Генератор – Согласующее устройство – Нагрузка).

1ый способ согласования заключается в компенсации реактивной составляющей входного сопротивления волновода. Сущность способа состоит в том, что, перемещаясь от нагрузки в сторону генератора, находится такое сечение, где активная составляющая Rвх равна Zс. Но при этом реактивная составляющая Xвх не равна нулю. Для ее компенсации в найденном сечении следует установить согласующее устройство, имеющее такое же реактивное сопротивление, но противоположенного знака.

2ой способ согласования заключается в трансформации активной составляющей входного сопротивления. Для этого следует, двигаясь от нагрузки к генератору, найти такое сечение в волноводе, где реактивная составляющая Xвх обращается в нуль. Но при этом Rвх отличается от Zс, поэтому в данном сечении следует установить согласующее устройство, трансформирующее активное входное сопротивление к величине Zс.

2 Конструкции согласующих устройств: диафрагмы, шлейфы, чет­вертьволновые трансформаторы.

Диафрагмы представляют собой тонкие металлические пластины, расположенные перпендикулярно оси волновода, и частично перекрывающие его поперечное сечение. Они бывают индуктивные, емкостные и резонансные.

Шлейфы:

Параллельный согласующий шлейф представляет собой ответвление волновода в плоскости H, закороченное на конце. Его установка эквивалентна параллельному включению в линию реактивности.

Последовательный согласующий шлейф образован ответвлением волновода в плоскости Е. Его включение эквивалентно последовательному подключению к линии передачи реактивности.

Четвертьволновый трансформатор, включаемый в сечение минимума, представляет собой отрезок прямоугольного волновода, в котором размеры поперечного сечения уменьшены с помощью металлических вкладышей длиной . Для включения в сечение максимума в трансформаторе увеличивают размеры поперечного сечения по сравнению с основным волноводом.

3 Синфазный направленный ответвитель, устройство, принцип функ­ционирования, параметры.

Синфазный направленный ответвитель представляет собой два одинаковых прямоугольных волновода, соединенных либо узкими, либо широкими стенками. В общей стенке проделаны два одинаковых отверстия связи на расстоянии .

Параметры:

1) Переходное затухание: [дБ]

2) Направленность: [дБ]

3) Полоса пропускания – область частот, в пределах которой направленность ответвителя остается не ниже заданной величины

Для синфазного ответвителя: дБ, дБ, .

Принцип работы основан на отведении из волноводной системы части энергии падающей или отраженной волны. Синфазный направленный ответвитель может быть использован для частичного ответвления из основного волновода как падающей, так и отраженной от нагрузки волн.

4 Ответвитель с крестообразным расположением волноводов. Устрой­ство, принцип функционирования, параметры.

Ответвитель - это устройство, позволяющее направить (ответвить) часть волны из одного тракта в другой. Ответвителем является и зонд измерительной линии, но он не реагирует на направление распространения волны, он ненаправленный. Направленный же ответвитель ответвляет только волну, распространяющуюся в определенном направлении.

Главное назначение ответвителей – направленно ответвлять некоторую часть высокочастотной мощности из основного тракта во вспомогательный. Особенности этого прибора заключаются в том, что он реагирует на волну только одного направления, то есть только на падающую или отраженную в основном тракте. Его работа основана на возбуждении во вторичном тракте двух волн, смещённых по фазе так, что амплитуды волн, распространяющихся в желаемом направлении, интерферируя, суммируются, а в нежелаемом – взаимно компенсируютсяОтветвители с крестообразным расположением волноводов обеспечивают высокую направленность и постоянное переходное ослабление в широком диапазоне частот, отличаются малыми габаритами, удобством компоновки в системах и просты в изготовлении.Ответвитель представляет собой два волновода, развернутых относительно друг друга на 90 градусов, и соединенных широкими стенками. Связь между ними обеспечивается с помощью крестообразной щели или круглого отверстия.Чтобы работа ответвителя мало зависела от частоты, центр крестообразной щели размещают в том месте, где поперечные и продольные поверхностные токи в стенке волновода одинаковы по амплитуде, т. е. на расстоянии а/4 от узких стенок каждого волновода.Для упрощенного определения направления ответвления энергии в побочном волноводе применяются следующие правила:**Если волна, распространяющаяся в основном волноводе, сначала достигает элемента связи, а затем оси симметрии побочного волновода, то энергия в нем будет распространяться в сторону элемента связи.**Если волна, распространяясь в основном волноводе, сначала достигает оси симметрии побочного волновода, а элемента связи, то произойдет ответвление в сторону, противоположную элементу связи.