Мостовые устройства СВЧ

7.4. Мостовые устройства СВЧ

Мостами СВЧ называются направленные ответвители с переходным ослаблением 3 дБ. Таким образом, мост делит мощность поровну между плечами 3 и 4 (см. рис. 7.7). Различают следующие мостовые устройства СВЧ: волноводно-щелевые мосты в Н- и £-плоскостях; кольцевой мост; двойной Г-мост; свернутый двойной Т^-мост. Мосты СВЧ, являясь частным случаем направленных ответвителей, на эквивалентной схеме отображаются в виде восьмиполюсника.

Волноводно-щелевой мост в плоскости Н (рис. 1.\2,а) представляет собой два прямоугольных волновода, часть общей узкой стенки которых длиной вырезается. В ре-

зультате образуется широкий прямоугольный волновод с размерами поперечного сечения Размер А этого волновода выбирают таким образом, чтобы в нем распространяющимися были волны и т.е.

При возбуждении плеча / волной в

широком волноводе возбуждаются волны и Эпюры поперечных составляющих электрического поля этих волн в месте возбуждения показаны на рис. 7.13. Из графиков следует, что в области второго входа моста волны и широкого вол-

новода находятся в противофазе, поэтому плечо 2 является развязанным. Волны и в широком вол новоде имеют разные фазовые скорости. Поэтому в месте расположения плеч 3 и 4 они приобретают разность фаз , где , Здесь ;

- продольные постоянные распространения волн и в

широком волноводе. Чтобы мощность поделилась поровну между плечами 3 и 4 необходимо так выбрать длину чтобы и = 0, 1, 2, . Таким образом, наименьшая длина моста определяется из условия и

Аналогично работает волноводно-щелевой £-мост (рис. 7.12,6). Он представляет собой два прямоугольных волновода, в общей широкой стенке которых прорезано два примыкающих к узким стенкам прямоугольных отверстия. Таким образом, на участке длиной образуется прямоугольный коаксиал. В области отверстий связи возбуждаются волны Т и Длину моста выбирают из условия обеспечения разности фаз между этими волнами :

где

Волноводно-щелевые мосты в Я- и ^-плоскостях имеют одинаковые матрицы рассеяния:

//-плоскостях, коаксиал, полосковая линия и т.п. Для примера на рис. 7.14 представлен кольцевой мост в полосковом исполнении. При возбуждении первого плеча в обе стороны по кольцу распространяются волны, которые в области плеч 2 и 4 оказываются синфазными, а в области плеча 3 - противофазными. Поэтому мощность делится поровну между плечами 2 и 4, а плечо 3 - развязано. При этом плечи 2 и 4 возбуждаются в противофазе, так как расстояние между ними по кольцу . Согласование входов моста обеспечивается подбором волновых сопротивлений входных линий и линий кольца. Возбуждая последовательно все плечи кольцевого моста, можно составить его матрицу рассеяния:

i--------------------------------------------------------------------- 1

Двойной Г-мост является еще одним представителем волноводных мостовых устройств (рис. 7.15). Он представляет собой гибрид волноводных Е- и //-тройников (см. рис. 7.4). При возбуждении плеча / мощность делится поровну между плечами 3 и 4, возбуждая их синфазно. Плечо 2 оказывается развязанным, так как вектор электрического поля волны плеча / оказывается ориентированным вдоль волновода плеча 2 и в нем воз буждаются волны типа Е, которые находятся в закрити- | ческом режиме. При возбуждении плеча 2 мощность также делится поровну между плечами 3 и 4, возбуждая их однако в противофазе. Плечо / оказывается развязанным, так как вектор электрического поля волны плеча 2 ориентирован параллельно широким стенкам волновода плеча /ив нем возбуждаются волны типа (п = = 1,2, ...), которые находятся в закритическом режиме. Учитывая взаимность данного устройства, можно составить его матрицу рассеяния:

Отличительной особенностью двойного Г-моста является то, что он складывает мощности синфазных равноамплитудных источников, подключенных к плечам 3 и 4, в плече /, а противофазных - вллече 2. Поэтому такие устройства находят применение в антен- I нах моноимпульсных радиолокационных станций для формирования суммарно-разностных диаграмм на правленности.

Свернутый двойной Г-мост (рис. 7.16) является разновидностью двойного Г-моста и имеет такую же матрицу рассеяния.

//7л ВГ ПрСВЧУ2

7.4. Мостовые устройства СВЧ

Мостами СВЧ называются направленные ответвители с переходным ослаблением 3 дБ. Таким образом, мост делит мощность поровну между плечами 3 и 4 (см. рис. 7.7). Различают следующие мостовые устройства СВЧ: волноводно-щелевые мосты в Н- и Е-плоскостях; кольцевой мост; двойной Т-мост; свернутый двойной Т-мост. Мосты СВЧ, являясь частным случаем направленных ответвителей, на эквивалентной схеме отображаются в виде восьмиполюсника.

Волноводно-щелевой мост в плоскости Н (рис. 7.12а)представляет собой два прямоугольных волновода, часть общей узкой стенки которых длиной вырезается. В результате образуется широкий прямоугольный волновод с размерами поперечного сечения Размер А этого волновода выбирают таким образом, чтобы в нем распространяющимися были волны и т.е. При возбуждении плеча 1волной в широком волноводе возбуждаются волны и Эпюры поперечных составляющих электрического поля этих волн в месте возбуждения показаны на рис. 7.13. Из графиков следует, что в области второго входа моста волны и широкого волновода находятся в противофазе, поэтому плечо 2 является развязанным. Волны и в широком вол новоде имеют разные фазовые скорости. Поэтому в месте расположения плеч 3 и 4 они приобретают разность фаз , где , Здесь ; - продольные постоянные распространения волн и в широком волноводе. Чтобы мощность поделилась поровну между плечами 3 и 4 необходимо так выбрать длину чтобы n=0, 1, 2, . Таким образом, наименьшая длина моста определяется из условия и .

Аналогично работает волноводно-щелевой Е-мост (рис. 7.12,6). Он представляет собой два прямоугольных волновода, в общей широкой стенке которых прорезано два примыкающих к узким стенкам прямоугольных отверстия. Таким образом, на участке длиной образуется прямоугольный коаксиал. В области отверстий связи возбуждаются волны Т и Длину моста выбирают из условия обеспечения разности фаз между этими волнами :

где .

Волноводно-щелевые мосты в Н- и Е-плоскостях имеют одинаковые матрицы рассеяния:

Кольцевой мост представляет собой свернутую в кольцо линию передачи длиной в которую с интервалом включены четыре входные линии передачи. В качестве линии передачи могут быть использованы прямоугольный волновод в Е-и Н-плоскостях, коаксиал, полосковая линия и т.п. Для примера на рис. 7.14 представлен кольцевой мост в полосковом исполнении. При возбуждении первого плеча в обе стороны по кольцу распространяются волны, которые в области плеч 2 и 4оказываются синфазными, а в области плеча 3 -противофазными. Поэтому мощность делится поровну между плечами 2 и 4, аплечо 3 -развязано. При этом плечи 2 и 4возбуждаются в противофазе, так как расстояние между ними по кольцу . Согласование входов моста обеспечивается подбором волновых сопротивлений входных линий и линий кольца. Возбуждая последовательно все плечи кольцевого моста, можно составить его матрицу рассеяния:

Двойной Т-мост является еще одним представителем волноводных мостовых устройств (рис. 7.15). Он представляет собой гибрид волноводных Е-и Н-тройников. При возбуждении плеча 1 мощность делится поровну между плечами 3 и 4,возбуждая их синфазно. Плечо 2 оказывается развязанным, так как вектор электрического поля волны плеча 1 оказывается ориентированным вдоль волновода плеча 2 и в нем возбуждаются волны типа Е,которые находятся в закритическом режиме. При возбуждении плеча 2 мощность также делится поровну между плечами 3и 4,возбуждая их однако в противофазе. Плечо 1 оказывается развязанным, так как вектор электрического поля волны плеча 2 ориентирован параллельно широким стенкам волновода плеча 1 и в нем возбуждаются волны типа (n=1,2, ...), которые находятся в закритическом режиме. Учитывая взаимность данного устройства, можно составить его матрицу рассеяния:

Отличительной особенностью двойного Т-моста является то, что он складывает мощности синфазных равноамплитудных источников, подключенных к плечам 3 и 4, вплече 1, а противофазных – в плече 2. Поэтому такие устройства находят применение в антеннах моноимпульсных радиолокационных станций для формирования суммарно-разностных диаграмм направленности.

Свернутый двойной Т-мост (рис. 7.16) является разновидностью двойного Т-моста и имеет такую же матрицу рассеяния.

//7л ВГ ПрСВЧУ

Мостовые устройства СВЧ.Мостами СВЧ называются направленные ответвители с переходным ослаблением 3 дБ. Таким образом, мост делит мощность поровну между плечами 3 и 4 (см. рис. 3.7). Различают следующие мостовые устройства СВЧ: волноводно-щелевые мосты в Н- и Е-плоскостях; кольцевой мост; двойной Т-мост; свернутый двойной Т-мост. Мосты СВЧ, являясь частным случаем направленных ответвителей, на эквивалентной схеме отображаются в виде восьмиполюсника.

Волноводно-щелевой мост в Н-плоскости (рис. 3.12, а) представляет собой два прямоугольных волновода, часть общей узкой стенки которых длиной / вырезается. В результате образуется широкий прямоугольный волновод с размерами поперечного сечения . Размер А этого волновода выбирается таким образом, чтобы в нем распространяющимися были волны и т. е. При возбуждении плеча 1 волной в широком волноводе возбуждаются волны и Эпюры поперечных составляющих электрического поля этих волн в месте возбуждения показаны на рис. 3.13. Из графиков следует, что в области входа 2 моста волны и широкого волновода находятся в противофазе. Поэтому плечо 2 является развязанным. Волны и в широком волноводе имеют разные фазовые скорости. Поэтому в месте расположения плеч 3 и 4 они приобретают разность фаз где Здесь - продольные постоянные распространения волн и в широком волноводе. Для того чтобы мощность поделилась поровну между плечами 3 и 4, необходимо так выбрать длину чтобы /7 = 0, 1, 2,... . Таким образом, наименьшая длина моста определяется из условия

Аналогично работает водноводно-щелевой мост в Е-плоскости (рис. 3.12, б). Он представляет собой два прямоугольных волновода, в общей широкой стенке которых прорезано два, примыкающих к узким стенкам, прямоугольных отверстия. Таким образом, на участке длиной / образуется прямоугольный коаксиал. В области отверстий связи возбуждаются волны Т и Длина моста выбирается из условия обеспечения разности фаз между этими волнами :

Волноводно-щелевые мосты в Н- и Е-плоскостях имеют одинаковые матрицы рассеяния:

Кольцевой мост представляет собой свернутую в кольцо линию передачи длиной в которую с интервалом включены четыре входные линии передачи. В качестве линии передачи могут быть использованы прямоугольный волновод в Е- и Н-плоскостях, коаксиал, полосковая линия и т.п. Для примера на рис. 3.14 представлен кольцевой мост в полосковом исполнении. При возбуждении плеча 7в обе стороны по кольцу распространяются волны, которые в области плеч 2 и 4 оказываются синфазными, а в области плеча 3 - противофазными. Поэтому мощность делится поровну между плечами 2 и 4, а плечо 3 - развязано. При этом плечи 2 и 4 возбуждаются в противофазе, так как расстояние между ними по кольцу равно . Согласование входов моста обеспечивается подбором волновых сопротивлений входных линий и линии кольца. Возбуждая последовательно все плечи кольцевого моста, можно составить его матрицу рассеяния:

Двойной Т-мост является еще одним представителем волноводных мостовых устройств (рис. 3.15). Он представляет собой гибрид волноводных Е- и Н-тройников (см. рис. 3.4). При возбуждении плеча / мощность делится поровну между плечами 3 и 4, возбуждая их синфазно. Плечо 2 оказывается развязанным, так как вектор электрического поля волны плеча 1 оказывается ориентированным вдоль волновода плеча 2 и в нем возбуждаются волны типа Е, которые находятся в закритическом режиме. При возбуждении плеча 2 мощность также делится поровну между плечами 3 и 4, возбуждая их, однако, в противофазе. Плечо 1 оказывается развязанным, так как вектор электрического поля волны плеча 2 ориентирован параллельно широким стенкам волновода плеча /ив нем возбуждаются волны типа (п=1, 2, ...), которые находятся в закритическом режиме. Учитывая взаимность данного устройства, можно составить его матрицу рассеяния:

Отличительной особенностью двойного Г-моста является то, что он складывает мощности синфазных равноамплитудных источников, подключенных к плечам 3 и 4, в плече 1, а противофазных - в плече 2. Поэтому такие устройства находят применение в антеннах моноимпульсных радиолокационных станций для формирования суммарно-разностных диаграмм направленности. Свернутый двойной Т-мост (рис. 3.16) является разновидностью двойного Т-моста и имеет такую же матрицу рассеяния.

//л3 УСВЧ Макс

12 3 4 5 6 Следующая ⇒