Глава 3. ПЕРЕХОДЫ МЕЖДУ ЛИНИЯМИ ПЕРЕДАЧИ

Глава 3. ПЕРЕХОДЫ МЕЖДУ ЛИНИЯМИ ПЕРЕДАЧИ

Очень распространенными СВЧ-устройствами являются переходы для соединения линий передачи различного поперечного сечения, а также ЛП разных типов. Известны и другие названия этих устройств: трансформаторы типов поля, возбуждающие устройства, адаптеры. Основное требование к переходникам: хорошее согласование, малые потери, универсальность, быстрое и надежное соединение, малые габариты, низкая стоимость.

Ниже рассматривается лишь несколько наиболее характерных конструкций.

3.1. Изгибы и скрутки

Они относятся к числу нерегулярностей, снижающих качество согласования и электропрочность трактов СВЧ. В уголковых изгибах любых линий передачи в той или иной мере возбуждаются поля нераспространяющихся волн высших типов, которым соответствует определенный запас электромагнитной энергии.

Изгибы прямоугольных волноводов выполняются по широкой (Е-изгиб) и узкой (Н-изгиб) стенкам и делятся на плавные или радиусные и уголковые с одним поворотом и многоступенчатые. Для уменьшения отражений изгибы делают на участках длиной в несколько

Плавные изгибы обладают минимальными отражениями при длине (n=1,3,5,...). Высокие значения KCBH достигаются при внутреннем радиусе изгиба (рис 3.1). Примеры конструкций даны на рис 3.2.

Уголковые изгибы с одним поворотом имеют наименьшие габариты, но узкополосны; оптимальные размеры одинарных Е- и Н-уголков определяются по графикам рис. 3.3,а,б. Уголковый изгиб с двойным поворотом под углом 45° более широкополосен. Для Е-уголка длина 0,25 (рис. 3.3,в). Для Н-уголка оптимальная длина выбирается по графику рис. 3.3,г. Отражения от изгибов в сильной степени зависят от тщательности изготовления и деформации стенок при изгибе. По всей длине изгиба необходимо обеспечить постоянство внутренней полости волновода и высокую чистоту токонесущих поверхностей.

Основные типы изгибов жестких коаксиальных ЛП под углом 90° показаны на рис. 3.4. Прямоугольный изгиб (рис. 3.4,а) вносит в ЛП заметное отражение. Неоднородности, обусловленные изгибом, корректируются путем среза центрального проводника на величину (рис. 3.4,е) или уменьшением его диаметра до (рис.3.4,г). Для уменьшения отражений используют два уголка по 45° каждый, расположенных на расстоянии 0,25 (рис. 3.4,д). В плавных изгибах (рис. 3.4,6) отражения минимальны при .

Возможные типы поворотов и изгибов в полосковой ЛЛ под углом =90° в плоскости проводника (плоскость Н): со срезанной вершиной КСВН≤1,04, с закругленной вершиной KGBH≤1,08, с плавной вершиной КСВН≤1,2, с прямоугольной вершиной КСВН≤2. При = 30° изгиб не вносит заметных отражений.

Скрученные секции предназначены для поворота плоскости поляризации волны в волноводе. Плавно скрученная секция прямоугольного волновода с волной показана на рис. 3.5. Длина скрученного участка должна быть не менее 2 . При этом КСВН≤1,13. Длины волн в скрученном и прямолинейном волноводах примерно равны, если размеры и форма прямоугольного и скрученного участков в любом поперечном сечении постоянны и одинаковы.

Наиболее часто применяется плавный переход между волноводами различных сечений (рис. 3.6). Он имеет простую конструкцию, высокую электрическую прочность, но значительную длину. Для получения минимальных отражений длина плавного перехода выбирается, (n≥5 - целое положительное число), КСВН≤1,08.

Для преобразования волны в прямоугольном волноводе в волну в круглом волноводе используется переход с плавным изменением размеров и конфигурации поперечного сечения (рис.3.7). Длину плавного перехода выбирают не менее (2...3) с КСВН≤1,2.

Пример конструкции коаксиального перехода при изменении размеров и волнового сопротивления линии передачи от 50 до 75 Ом с КСВН≤1,1 показан на рис. 3.8.

Весьма перспективными являются шлейфовые микрополосковые переходы (рис. 3.9). Они наиболее полно отвечают практическим требованиям. Связь между проводниками осуществляется с помощью параллельно включенных короткозамкнутых шлейфов на несимметричной щелевой линии. Разомкнутые шлейфы расположены параллельно по обе стороны диэлектрической подложки. Такая конструкция перехода обеспечивает более полную передачу и согласование.

//1л Попов ПрСВЧУ

12 3 4 5 6 Следующая ⇒