Материал: Электромагнитные волны и колебания в устройствах СВЧ. Филатов И.А
f MAX - максимальная рабочая частота.
Структура полей некоторых высших типов волн в концентрической линии изображена на рис. 28, из которого видно, что эти поля имеют большое сходство с полями волн в круглом волноводе (рис. 21, 23 и 25), имеющих те же обозначения.
4.7. Структура полей в тройниковых разветвлениях волноводов
Для подключения к одному источнику высокочастотной энергии нескольких нагрузок или для подсоединения нескольких питающих источников к одной нагрузке используют различные волноводные разветвления, из которых наибольшее применение находят так называемые тройниковые разветвления Е - и Н - типа.
Для Е - тройника характерным является то, что плоскость разветвления совпадает с плоскостью, в которой
расположены электрические силовые линии волны Н 10 (рис.
29).
В случае Н - тройника разветвление происходит в плоскости магнитных силовых линий (рис. 30).
Из рассмотрения рис. 29 и 30 структуры поля волны Н 10 в тройниковых разветвлениях можно установить, что они
обладают следующими свойствами. При подведении к плечу Б от генератора высокочастотной энергии последняя распределяется поровну между плечами А и В , причем волны в этих плечах распространяются синфазно в случае Н - тройника и противофазно в случае Е -тройника. Все сказанное справедливо лишь при полной симметрии плеч А и В и нагрузках, одинаковых по величине и характеру. Если же энергию подводить к плечу А (или В ), то она также будет делиться пополам между плечами Б и В (или А ).
88
Рис. 28
89
Рис. 29
Рис. 30
4.8. Структура полей во вращающихся волноводных соединениях
Вращающиеся соединения в волноводном тракте необходимы для передачи высокочастотной энергии от неподвижных элементов к подвижным и обратно. Такие соединения часто используются в радиолокационных станциях с вращающейся антенной.
В настоящее время в большинстве случаев соединительные устройства выполняют на основе отрезков
90
круглого волновода, в которых возбуждают симметричный тип волны с круговой поляризацией; обычно это Е01 .
Поскольку в волноводном тракте в основном применяются волноводы прямоугольного сечения (в силу их преимуществ: устойчивой плоскости поляризации, большей широкополосности и т.п.), то при наличии вращающихся сочленений приходится осуществлять двойную трансформацию волн: сначала Н 10 преобразуется в Е01 , а
затем Е01 - в Н 10 .
Схематическая конструкция вращающегося соединения и структура поля в нем показаны на рис. 31. Здесь верхняя часть устройства вращается вокруг вертикальной оси, нижняя неподвижна.
Передача энергии из нижнего прямоугольного волновода 1 в круглый (2) и из круглого в верхний прямоугольный волновод 3 осуществляется посредством двух металлических штырей, местоположение и длина которых выбраны так, чтобы обеспечить максимальную электрическую связь между волноводами. С этой целью, как видно из структуры поля, штыри установлены параллельно электрическим силовым линиям в местах с наибольшей их густотой, то есть в середине широких стенок прямоугольных волноводов и по оси круглого волновода.
От короткозамкнутых концов волноводов 1 и 3 штыри
расположены на расстоянии в в 4 , в связи с чем волны,
отраженные от этих концов, будут суммироваться с прямыми волнами в местах размещения штырей, так как фазовый сдвиг между ними окажется равным нулю.
Вращение верхней части соединительного устройства совершенно не влияет на распространение волны в волноводе 2 в силу круговой симметрии электрического и магнитного полей относительно его оси.
91
Рис. 31
92