рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

КОАКСИАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ

КОАКСИАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ - раздел Политика, НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ   По Вопросам Конструирования Коаксиальных Направленных Ответви...

 

По вопросам конструирования коаксиальных направленных ответвителей, то есть ответвителей на коаксиаль­ных линиях передачи, имеется значительно меньше ра­бот, чем по вопросам конструирования волноводных направленных ответвителей. Сравнительно недавно наи­большей известностью пользовались три вида коаксиаль­ных направленных ответвителей [1]: двухшлейфный, бетевский (связь через малое отверстие, линии сдвинуты одна относительно другой на 60°) и двухщелевой для концентрических коаксиальных линий [16]. В последние годы нашли широкое распространение ответвители с рас­пределенной связью – петлевые и щелевые [37–40].

 

СИСТЕМЫ, ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПЕТЛЕВЫМ И ЩЕЛЕВЫМ ОТВЕТВИТЕЛЯМ

 

Сечения в области связи направленных ответвителей петлевого а и щелевого б типов приведены на рис 50. Из рисунка видно, что области связи петлевых и щелевых ответвителей представляют собой отрезки трехпроводных линий передачи.

Расчет параметров взаимодействия непосредственно в таких системах достаточно сложен и трудоемок, поэтому, используя метод конформных отображений, обычно рас­сматривают эквивалентную систему, которой в данном случае являются две связанные двухпроводные линии передачи [38, 40, 41]. Все параметры эквивалентной си­стемы (рис. 51) определяются геометрическими размера­ми области связи исследуемого ответвителя.

Выражения, связывающие параметры эквивалентной

Рис. 50.

а – поперечное сечение области связи направленного ответвителя пет­левого типа; б – поперечное сечение области связи ответвителя щеле­вого типа.

системы с параметрами ответвителей, максимально упро­щаются, если размеры внутренних (проводников малы по сравнению с (расстоянием между ними, так как только в этом случае можно считать, что сохраняется форма внут­ренних проводников.

Переход от области свя­зи исследуемого направлен­ного ответвителя к эквива­лентной системе осуществ­ляется в следующей после­довательности: сначала область, ограниченную внешним общим проводником, конформно отображают на верхнюю полуплоскость, затем заменяют полученную систему из двух круглых проводников над проводящей поверхностью эквивалентной системой из четырех про­водников (рис. 51).

Для направленного ответвителя петлевого типа (рис. 50 а) указанный переход к задаче о двухпроводной линии, расположенной над идеально проводящей поверх­ностью, может быть осуществлен с помощью дробно-линейного преобразования а связь геометрических размеров исследуемого ответвителя с пара­метрами эквивалентной системы (рис. 51) определяется соотношениями:

(131)

Однако в практических конструкциях петлевых ответ­вителей центральный проводник побочной линии переда­чи может быть не только круглого, но и прямоугольного сечения. Тогда величину r2 в системе (131) необходимо заменить на , где l' и t – соответственно ширина и толщина проводника [42, 43].

В случае щелевого направленного ответвителя (рис. 50 б) система соотношений (131) принимает вид [40]:

(132)

где

Смысл остальных параметров ясен из рис. 50 б.

Таким образом, расчет параметров коаксиальных на­правленных ответвителей петлевого и щелевого типов сводится к расчету параметров направленного ответвите­ля на двухпроводных линиях передачи.

 

НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ НА ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

 

Рассмотрим принцип работы направленного ответвителя на двухпроводных линиях передачи при следующих допущениях:

потери пренебрежительно малы, то есть коэффициент распространения – число чисто мнимое;

размеры проводников и расстояния между ними малы по сравнению с длиной волны;

размеры проводников малы по сравнению с расстоя­ниями между ними;

токи текут по поверхности проводников, а среда одно­родна и изотропна;

в линиях распространяются только ТЕМ волны;

линии уравновешены, и связь симметрична.

Распространение электромагнитных волн в системе связанных двухпроводных линий (рис. 51) описывается с помощью телеграфных уравнений:

(133)

где С11, С22, L11, L22 – собственные емкости и индуктив­ности одной линии в присутствии другой на единицу длины, C12 и L12 – взаимные погонные емкость и ин­дуктивность связанных линий, V1, V2, I1, I2 – потенциалы и токи в линиях.

Система (133) является системой однородных диффе­ренциальных уравнений и имеет простую группу реше­ний – нормальные виды колебаний системы, которых в данном случае четыре (два вида в каждом направлении). Эти четыре нормальных вида колебаний характеризуются постоянными вдоль линий отношениями[37], причем

Выбор положительного знака соответствует случаю «бокового» возбуждения эквивалентной системы (рис.51), а отрицательного – «диагонального». Рассматривал кон­формные преобразования, с помощью которых исследуе­мая система сведена к эквивалентной, нетрудно убедить­ся, что здесь имеет место случай «бокового» возбужде­ния.

Полагая, что и можно систему уравнений (133) свестик виду [37]:

 

(134)

В этом случае скорость распространения электромаг­нитной волны

(135)

Считают, что фазовые скорости синфазных и противо­фазных волн равны при однородном заполнении связан­ной системы диэлектриком с e³1, но практически возможны такие случаи, когда имеет место частичное за­полнение диэлектриком (закрепление внутреннего про­водника относительно корпуса с помощью твердого диэлектрика); тогда скорости синфазных и противофаз­ных волн становятся различными, что накладывает осо­бые требования на изолирующие подставки и другие эле­менты направленного ответвителя.

Система (134) позволяет оценить величину мощности, ответвляющейся во вторичную линию передачи в прямом и обратном направлении, и получить выражения для переходного ослабления и направленности ответвителя [39]:

(136)

(137)

где b0 – постоянная распространения,

l – длина области связи.

Учитывая, что коэффициенты KL и КC имеют про­тивоположные знаки, можно соотношения (136) и (137) записать в виде:

(138)

(139)

Таким образом, зная величины KL и КC, можно вы­числить направленность и переходное ослабление направ­ленного ответвителя на двух связанных двухпроводных линиях передачи, а следовательно, и параметры конст­рукции ответвителя петлевого или щелевого типа. Одна­ко расчет значений самих KL и КC для вполне опреде­ленных конструкций представляет собой достаточно сложную задачу, особенно при малых величинах пере­ходного ослабления, когда размеры проводников срав­нимы с расстояниями между ними. В ряде случаев целе­сообразно рассчитывать параметры направленного от­ветвителя через сопротивления синфазного и противо­фазного возбуждений [38].

Так как скорость распространения в однородной сре­де, как отмечалось ранее, должна быть одной и той же для всех типов колебаний, то из (135) следует, что KL= КC=К [37, 44, 45]. Поэтому для естественной изотропной связи справедливы соотношения [37]:

Но так как u не должно зависеть от К [44, 46], то про­изведение CjjLjj должно изменяться пропорционально (1–К2)-1. Уместно отметить, что существенное изменение претерпевает в основном величина Сjj, а осталь­ные изменения при малых размерах проводников по сравнению с расстоянием между ними несущественны. Можно показать, что при значительном расстоянии между проводниками справедливы соотношения вида:

(140)

(141)

(142)

где Сj и Lj (j = 1;2) – собственные емкость и индук­тивность каждой линии в отсутствии другой.

Если две передающие линии одинаковы, то есть a2=a1=a и d1=d2 =d, то выражение (140) примет вид:

(143)

Как показано в работах [41, 37, 45], при равных фазовых скоростях синфазных и противофазных волн развяз­ка плеч (направленность ответвителя) не зависит от дли­ны линии, а следовательно, и от частоты и при соответ­ствующем выборе нагрузки может быть сделана теоре­тически бесконечной. Переходное ослабление ответви­теля определяется соотношением:

(144)

Бесконечность направленности при |KL|=|KC| следует и из выражения (139), а выражения (144) и (138) сов­падают при малых значениях коэффициента К, когда

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ

В А СОСУНОВ А А ШИБАЕВ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: КОАКСИАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

СВЯЗЬ ДВУХ ВОЛНОВОДОВ ЧЕРЕЗ МАЛОЕ ОТВЕРСТИЕ
  Итак, направленный ответвитель, представляя собой полностью согласованное четырехплечное разветвление, включает механизм связи (область связи) и активные на­грузки. Можно сказать, ч

ПРОСТЕЙШИЕ ТИПЫ НАПРАВЛЕННЫХ ОТВЕТВИТЕЛЕЙ
  Эффект направленного ответвления энергии электро­магнитных колебаний можно получить, используя воз­буждение вторичного тракта (вспомогательного волно­вода) элементами электрической

ОТВЕТВИТЕЛИ СО ВЗАИМНО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫМИ ВОЛНОВОДАМИ
  Другой простейшей конструкцией направленного ответвителя является ответвитель со взаимно перпендику­ля

НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ С НЕНАПРАВЛЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СВЯЗИ
  Направленный ответвитель можно получить и при ис­пользовании ненаправленных элементов связи. Не­направ

НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ С МНОГИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СВЯЗИ
  Направленный ответвитель с числом элементов связи n+1 является дальнейшим развитием ответвителя с двумя элементами связи. Влияние увеличения числа отверстий связи можно просл

НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ С ОДИНАКОВЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СВЯЗИ
  Рассмотрим случай, когда направленный ответвитель представляет собой систему элементов связи с равными

НАПРАВЛЕННОСТИ
  Итак, в предыдущих разделах было показано, что для работы направленного ответвителя интерференционного типа с числом элементов связи более двух необходимо, чтобы величины амплитуд э

КАСКАДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ НАПРАВЛЕННЫХ ОТВЕТВИТЕЛЕЙ
  Получение небольших значений переходного ослабле­ния в диапазоне волноводного канала (практически ме­нее 17 дб) в направленных ответвителях чебышевского типа связано с ростом

СИНУСНЫЕ» НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ
  Разновидностью ответвителей со многими элементами связи являются так называемые «синусные» направлен­ные ответвители. Эти ответвители отличаются от бино­минальных и чебышевских зако

НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ С МНОГИМИ НАПРАВЛЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СВЯЗИ
  Методы расчета направленных ответвителей с нена­правленными элементами связи, изложенные в предыду­щих разделах, при определенных дополнительных усло­виях могут быть применены и в т

В ШИРОКОЙ СТЕНКЕ ВОЛНОВОДА
  Известно, что круглое отверстие связи, расположен­ное на широкой стенке волновода, является натравлен­ным элементом связи (|А|≠|F|), причем собственная на­правленность круглог

ОТВЕТВИТЕЛИ С КОРОТКОЙ ЩЕЛЬЮ В ОБЩЕЙ УЗКОЙ СТЕНКЕ
  Ответвители с короткой щелью в общей узкой стенке являются своеобразным типом ответвителей, в которых интерферируют две волны фазных типов. До сих пор рас­сматривались ответвители,

НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ ТИПА ЩЕЛЕВОЙ МОСТ НА КРУГЛЫХ ВОЛНОВОДАХ
  Волноводный щелевой мост имеет постоянное пере­ходное ослабление, обусловленное величиной его области связи. В ряде случаев требуется подстройка переходного ослабления или даже плав

ЩЕЛЕВЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ СО СВЯЗЬЮ ПО ШИРОКОЙ СТЕНКЕ
  Щелевой направленный ответвитель с общей широкой стенкой главного и вспомогательного волноводов может быть сконструирован следующим образом [31]. По краям общей стенки прорезают щел

ШЛЕЙФОВЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ
  Среди направленных широкополосных систем особое место занимают шлейфовые направленные ответвители, которые, обладая направленностью выше 30 дб, наиболее эффективны в области

СВЯЗЬ ДВУХ ВОЛНОВОДОВ ПО ШИРОКОЙ СТЕНКЕ ЧЕРЕЗ ВОЛНОВОДНЫЙ ШЛЕЙФ
  Рассмотрим два волновода I и II сечением a×b, свя­занные через волноводный шлейф произвольной длины l, сечением a×bш (рис. 41 а). Задач

СВЯЗЬ ДВУХ ВОЛНОВОДОВ ПО ШИРОКОЙ СТЕНКЕ ЧЕРЕЗ ОДНОРОДНЫЕ ВОЛНОВОДНЫЕ ШЛЕЙФЫ
  Пусть два волноводных канала соединены двумя оди­наковыми волноводными шлейфами по широкой стенке. Тогда такое соединение можно свести к эквивалентной цепи, изображенной на рис. 44.

РАСЧЕТ ШЛЕЙФОВОГО НАПРАВЛЕННОГО ОТВЕТВИТЕЛЯ
  Расчет шлейфового направленного ответвителя можно провести одним из способов, описанных в первой главе (стр. 44–62), используя для определения размеров шлейфов формулы этого раздела

МАТРИЧНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ШЛЕЙФОВОГО НАПРАВЛЕННОГО ОТВЕТВИТЕЛЯ
  За рубежом получил широкое распространение матричный метод расчета шлейфового ответвителя, осно­ванный на концепции четного и нечетного мода. Этот ме­тод достаточно громоздок и не д

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИИ КC и KL КОАКСИАЛЬНЫХ НАПРАВЛЕННЫХ ОТВЕТВИТЕЛЕЙ
  При допущениях, указанных в предыдущем разделе, величины емкостей С11 и С22 на единицу длины приме­нительно к системе, представленной на рис. 51, могут быть вы

ВОЗБУЖДЕНИЯ
  Как уже отмечалось, области связи петлевых и щелевых коаксиальных направленных ответвителей пред­ставляют собой отрезок трехпроводной линии передачи, внутренние проводники которой п

ОГЛАВЛ ЕНИЕ
Стр.   Волноводные направленные ответвители с элементами связи малых размеров...........…………………………………………………………..3 Параметры направленных ответвителей....……………………3

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги