Главная  Коаксиальные и полосковые линии (СВЧ) 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

баланс моста. В сбалансированном мосте к плечам Б и Г можно подключить разные СВЧ генераторы. Несмотря на то что они работают на общую нагрузку, влияния одного источника на работу другого наблюдаться пе будет. Как говорят, эти генераторы будут развязаны один относительно другого. Практически подобное подключение двух источников СВЧ колебаний используется в некоторых типах радиолокационных станций, где благодаря применению двойных тройников, а также специальных антенных переключателей .передатчик и приемник радиолокационной станции могут работать на общую антенну.


Рис. 26. Болноводный кольцевой мост.

Рис. 27. Двойной БОЛНОВОДНЫЙ

тройник.

/ - от генератора; 2-к поглощающей нагрузке; .3 - к измерительному прибору.

Рассмотрим другой пример использования двойного тройника. Пусть имеется двойной тройник, симметричный относительно плоскости, проходящей через оси плеч Б к Г. СВЧ генератор подключим к плечу Г, а индикатор (детекторная головка) - к плечу Б. Кроме того, предположим, сначала, что в нагрузочные плечи А к В включены одинаковые нагрузки. Тогда энергия от генератора распределится в плечи А к В поровну, а в плечо Б энергия не пройдет из-за симметрии поля в основном волноводе. Таким образом, плечи Б и Г будут развязаны. Если же нагрузки неодинаковы, то часть энергии из-за создавшейся несимметрии полей в основном волноводе ответвится Б плечо Б, и показания прибора будут зависеть от степени различия нагрузок. Одну из нагрузок можно сделать согласованной с волноводом. В этом случае прибор будет отмечать степень рассогласования другой нагрузки по сравнению с эталонной. Другими словами, двойной тройник может быть использован для измерения коэффициента отражения.

Направленные ответвители. Своеобразными разветвлениями волиоводной цепи являются также направленные ответвители. Принцип Действия их можно уяснить с помощью схемы так называемого двух-Дырочного ответвителя (рис. 28). К узкой стенке основного волновода 1 припаивается отрезок вспомогательного волновода 2, ъ который через два отверстия d и Ог в общей стенке, размещенных на рас-



стоянии Я,в/4 друг от друга, ответвляется из основного волновода часть высокочастотной энергии.

Каждое отверстие возбуждает во вспомогательном волноводе две одинаковые по амплитуде волны, каждая из которых распространяется вправо и влево. Можно заметить, что часть падающей волны ответвляется и распространяется в том же направлении, что и в основном волноводе. Мощность, переносимую этой волной, обозначим Ротв.прям, а мощность, поступающую от генератора по основному волноводу, Рпа.ц- Поля ВОЛН, идущих БО Бспомогательном вол-

77/У 7 /У 7777.



Рис. 28. Волноводный ьаправленный ответвитель с двумя отверстиями связи.

i - основной волновод; 2 - вспомогательный волновод: 3 - от генератора: 4 - согласованная нагрузка; 5 -к индикатору падающей волны: б -к нагрузке основного волновода; 0\ и Ог -отверстия связи основного и вспомогательного волноводов.

новоде справа налево, взаимно компенсируются, так как поле волны, прошедшей через отверстие Ог, отстает по фазе от поля волны, прошедшей через отверстие 0[, на 180°. Однако компенсация полей этих волн не полная, и результирующая мощность, распространяющаяся во вспомогательном волноводе справа налево, Ротв.обр хотя и много меньше по величине, чем /отв.прям, но все же не равна точно нулю. Эта мощность (/отв.обр) поглощается в согласованной нагрузке 4 (рис. 28).

Направленный ответвитель характеризуется двумя основными параметрами: переходным ослаблением Lnepex И направленностью -напр, выражаемых обычно в децибелах:

* n-

ОТВ.обР

Как нетрудно видеть из этих формул, переходное ослабление показывает, какая часть мощности /пад, проходящей по основному волноводу, ответвляется во вспомогательный. Типичные значения inepex составляют 20-30 дБ, т. е. во вспомогательный волновод ответвляется от 1 до 0,1% Рпад. Но бывают направленные ответви-тели и с малым переходным ослаблением. Например, если пербх -



=3 дБ, то ответвитель служит для разделения СВЧ мощности между основным и вспомогательным волноводом пополам.

Направленность iaanp характеризует направленные свойства ответвителя, т: е. /.напр показывает, во сколько раз Ротв.прям больше /отв.обр. Обычно /.напр = 20-30 дБ, т. е. /отв.прям больше Ротв.обр Б 100-1000 раз.

.Важной характеристикой направленного ответвителя является зависимость Lnepex И /.напр ОТ частоты. Если ЭТИ парзметры остаются постоянными при изменении частоты на 1-2%, то ответвитель считается узкополосным, если на 5-20%, то такой ответвитель называется широкополосным.

Высокую направленность, широкую рабочую полосу частот и практически самые различные значения Lnepex можно получить в так называемом многодырочном направленном ответвителе, в котором связь между волноводами осуществляется через 1\)-20 отверстий Б общей стенке, пр-ичем диаметры отверстий и расстояние между ними поддаются довольно точному расчету.

Если основной волновод нагружен на несогласованную нагрузку, то в нем появляется и отраженная волна. Частично отраженная волна проходит во вспомогательный волновод и поглощается в согласованной нагрузке 4, расположенной в левой части вспомогательного волновода. Распространяющиеся во вспомогательном волноводе слева направо составляющие поля отраженной волны оказываются Б противофазе и компенсируют друг друга. Если в правое плечо (5 на рис. 28) вспомогательного волновода включить индикаторное устройство, то его показания будут пропорциональны напряженности поля падающей волны в основном волноводе. Если же направленный ответвитель повернуть на 180°, то прибор будет реагировать только на поле отраженной волны.

Указанные свойства направленного ответвителя вызвали его широкое применение в измерительной технике. Можно привести несколько примеров использования направленных ответвителей. Например, направленные ответвители часто применяют в качестве аттенюаторов с фиксированным ослаблением 20-30 дБ. Тогда в основном волноводе на его конце ставится согласованная нагрузка, а к плечу 5 (рис. 28) вспомогательного волновода подключается волноводный тракт.

Самое широкое распространение в последнее время получили направленные ответвители для измерения коэффициента отражения или КСВН в широкой полосе частот с помощью полуавтоматических измерителей КСВН, называемых панорамными измерителями КСВН В этих приборах в основной волновод включаются в противоположных направлениях два ответвителя. Отводимая каждым ответвителем мощность зависит только от мощности, передаваемой прямой или обратной волной. Комбинация двух направленных ответвителей включенных для ответвления одним прямой волны, а другим - обратной, называется рефлектометром.

В качестве генератора СВЧ в панорамном измерителе КСВН обычно используется лампа обратной волны 1(ЛОВ), выходной сигнал которой электрическим путем меняется по частоте по закону, близкому к пилообразному. Продетектированный сигнал с направленного ответвителя прямой волны используется для стабилизации выходной мощности ЛОВ, так что /пал становптся постоянной Б широкой, полосе частот. Пилообразное напряжение, используемое для изменения частоты генерируемого лампой обратной волны сигнала,



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37