Короткі теоретичні відомості. Неякісні зчленування хвилеводних трактів, уведення у хвилеводні тракти штучних неоднорідностей є причиною можливого порушення узгодженого режиму роботи лінії

Неякісні зчленування хвилеводних трактів, уведення у хвилеводні тракти штучних неоднорідностей є причиною можливого порушення узгодженого режиму роботи лінії передачі. Це пояснюється тим, що від місця зосередженості неоднорідності та від місця зчленування хвилеводів частина енергії, яка напрямлена від джерела в навантаження, відбивається. Як наслідок, в лінії передачі встановлюється режим, несприятливий як для джерела, так і для лінії – режим стоячих хвиль. Прикметою наявності стоячих хвиль в лінії передачі або в просторі є чергування мінімальних та максимальних значень амплітуди поля в точках, відстань між якими дорівнює чверті довжини хвилі.

Режим роботи в лінії передачі можна оцінити за значенням коефіцієнта стоячих хвиль – КСХ, або за значенням коефіцієнта біжучої хвилі – КБХ:

,

де і – значення мінімальної і максимальної амплітуди поля в лінії передачі. Коефіцієнти стоячої та біжучої хвиль обернено пропорційні:

КСХ = .

При передачі енергії намагаються забезпечити КСХ (КБХ) близький до одиниці.

1. Фланцеві з’єднання.

З’єднання окремих хвилеводних секцій можна здійснити, наприклад, якщо застосувати плоскі контактні фланці. Поверхні фланців шліфують і притирають один до одного. При контактному фланцевому з’єднанні необхідно забезпечити співосність секцій.

2. Дросельно-фланцеві з’єднання.

При дросельно-фланцевому з’єднанні вимоги до співосності та якості механічного з’єднання фланців менш жорсткі. Конструкція дросельно-фланце­вого з’єднання у розрізі показана на рис. 7.1.

Принцип роботи дросельного з’єднання заснований на властивостях півхвильового та чвертьхвильового відрзків довгої лінії в режимі холостого ходу та короткого замкнення і полягає у слідуючому. При хорошому контакті в місцях з’єднання фланців 1 дросельна канавка 2 представляє собою Г-поді­бний напівхвильовий відрізок довгої лінії, закорочений на кінці. З теорії довгих ліній відомо, що при цьому вхідний опір лінії виявляється рівним нулю. Цим забезпечується електрична безпере­рв­ність секцій, що з’єднуються. При наявності зазору в місці з’єднання фланців 1 вертикальна частина дросельної канавки працює як чвертьхвильова довга лінія, що розімкнена на кінці. Її вхідний опір теж дорівнює нулю. Отже, незалежно від якості з’єднання секцій в точці 1, на вході дросельної канавки завжди існує режим короткого замкнення, що забезпечує протікання струмів вздовж хвилеводу та високі якісні показники дросельного з’єднання.

3. Згини хвилеводів.

Повороти хвилеводних трактів у різних площинах здійснюються за допомогою кутових та радіусних згинів, а також скручених хвилеводів. Останні призначені для зміни площини поляризації хвилі. Для зменшення відбиття хвилі довжина ділянки неоднорідного хвилеводу повинна бути не меншою за подвоєну довжину хвилі у хвилеводі. Звичайно =(3...5) .

4. Зчленування, що обертаються.

У деяких видах радіопристроїв, наприклад, у радіолокаційних системах, виникає необхідність у підводі високочастотної енергії до антен, що обертаються. У цих випадках у радіохвилевід запроваджуєть-

ся вузол, що забезпечує можливість обертання одній частини хвилеводу відносно іншої без впливу на характеристики радіохвилеводного тракту в цілому. Такий вузол називають зчленуванням, що обертається. Ескіз розрізу конструкції зчленування, що обертається, показано на рис. 7.2. Тут прийняті такі позначки: 1 – прямокутні хвилеводи; 2 – круглі хвилеводи; 3 – дросельно-фланцеве з’єднання.

У круглих хвилеводах 2 використують електромагнітні поля з коловою симетрією, наприклад, поле типу . У прямокутних хвилеводах 1, котрі утворюють вхідне та вихідне плечі з’єднання, використовується хвиля основного типу - . Дросельно-фланцеве з’єднання 3 усуває залежність якості з’єднання круглих хвилеводів від значення зазору при їх обертанні.