Хвилеводні діафрагми .

Елементи настроювання хвидеводних трактів

Поряд із паразитними неоднорідностями, що неминуче виникають у процесі конструювання реального тракту (зчленування, повороти, переходи і т. ін.) та погіршують його характеристики, у трактах існують також корисні неоднорідності, які використовуються як «будівельні» елементи при виконанні узгоджувальних пристроїв, резонаторів, фільтрів та інших вузлів НВЧ.

Діафрагмами називають тонкі металеві перегородки, які частково перекривають поперечний переріз хвилеводу.

У прямокутному хвилеводі найчастише використовують симетричну індуктивну, симетричну ємнісну та резонансну діафрагми (рис. 3 і 4).

В індуктивній діафрагмі (рис. 3, а) поздовжні струми на широких стінках хвилеводу частково замикаються через пластини, які з'єднують ці стінки. При цьому для хвилі основного типу така діафрагма збільшує концентрацію силових ліній магнітної складової, тому в точках розташування цих пластин збільшується магнітний потік. Тоді за певної густини струму в разі зростання магнітного потоку зростає індуктивна складова імпедансу ділянки тракту. Тому схема заміщення індуктивної діафрагми являє собою котушку індуктивності, яку ввімкнено паралельно лінії передавання.

Рис. 3 Хвильоводні діафрагми

Нормовану реактивну провідність індуктивної діафрагмивизначають за формулою, що має вигляд

де λ хв— довжина хвилі у хвилеводі; а — розмір широкої стінки хвилеводу;

dℓ —ширина зазору.

Ємнісна діафрагма (рис. 3, б) зменшує зазор між широкими стінками хвилеводу, тому для хвилі типу між окрайками діафрагми збільшується концентрація силових ліній електричного поля та створюється певний запас електричної енергії. Саме тому імпеданс такої ділянки тракту набуває ємнісного характеру, а схемою її заміщення є конденсатор, увімкнений паралельно лінії передавання.

Нормована реактивна провідність ємнісної діафрагми bc визначається за формулою

де b — розмір вузької стінки хвилеводу;

dc — ширина зазора діафрагми.

Ємнісна діафрагма значною мірою знижує електричну міцність хвилеводу.

Резонансна діафрагма (резонансне вікно) — це металева пластинка з отвором прямокутної або овальної форми (рис. 4), яка містить у собі елементи індуктивної та ємнісної діафрагм. Розміри отвору резонансної діафрагми можна вибрати так, щоб на заданій резонансній частоті діафрагма не впливала на поширення хвилі у хвилеводі, тобто мала нульову провідність.

Схема заміщення резонансної діафрагми має вигляд паралельного резонансного контуру, увімкненого паралельно лінії передавання, оскільки ємнісна та індуктивна діафрагми ввімкнені паралельно одна одній.

Рис. 4 Резонансне вікно

Наближено резонансну частоту цієї діафрагми визначають за умови рівності хвильових опорів лінії передавання, еквівалентної хвилеводу. При цьому розміри отворів діафрагми визначають за формулою:

Обраній резонансній довжині хвилі λхв у цій формулі відповідає велика кількість діафрагм з отворами різних розмірів, починаючи з вузької щілини довжиною λхв/2 та закінчуючиповним поперечним перерізом хвилеводу. Ці резонансні діафрагми мають різну зовнішню добротність, тобто добротність Q еквівалентного коливального LC – контуру

з урахуванням впливу узгодженої з двох кінців лінії передавання, в яку ввімкнено цей контур.

Реактивні штирі

Індуктивний штир, (рис. 5, а, б), являє собою провідник колового перерізу, установлений у поздовжньому перерізі прямокутного хвилеводу в напрямі силових ліній поля та з'єднаний з обох кінців із широкими стінками хвилеводу.

Рис.5 Індуктивний штир

Схема заміщення індуктивного штиря містить паралельно ввімкнену індуктивність L та два послідовні конденсатори C1,C2 що враховують скінчену товщину штиря. Номінали елементів визначаються формулами та графіками, які подаються у довідковій літературі. Індуктивні штирі не знижують електричної міцності хвилеводу та прості у виготовленні.

Ємнісний штир (рис. 6 а, б) являє собою провідник, встановлений у напрямі силових ліній поляЕта з'єднаний одним кінцем із широкою стінкою хвилеводу. Схема заміщення ємнісного штиря містить послідовний LC -контур.

Рис.6 Ємнісний штир

При деякій довжині штиря, близькій до λ0 /4 провідність послідовного контура наближається до нескінченності, і хвилевід закорочується.

Коротші штирі мають ємнісну провідність, тоді як за великих довжин штиря провідність має індуктивний характер. Точний розрахунок ємнісного штиря здійснюється за формулами, наведеними в довідниках.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Хвилеводні узгоджувальні навантаження	\|	Суть, функції і умови формування ринку.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.