Вращающиеся сочленения

Вращающиеся сочленения;

Подвижные соединения.

Подвижные соединения позволяют смещать и поворачивать в небольших пределах одну часть фидерного тракта относительно другой.

К числу подвижных соединений относят гибкие волноводы: нерезонансные и резонансные.

Резонансный или панцирный волновод состоит из последовательного ряда дроссельных секций в виде шайб толщиной l/4. Шайбы крепятся в резиновом кожухе.

Назначение – обеспечение невозмущенной передачи ЭМЭ (без модуляции за счет вращения) при непрерывном круговом вращении одной части фидерного тракта относительно другой.

В основном вращающиеся сочленения соединяют круглые волноводы и коаксиальные линии с полем обладающим круговой симметрией Е01,Н01,Т и др.

2. Коаксиальные(из отрезков жестких коаксиальных линий).

Два основных типа:

1. контактное – при малых скоростях вращения и низких мощностях в МВ, СМВ, ДМВ.

2. бесконтактное (дроссельное).

Общая длина l/2 и в точках Б не требуется контакта, его даже может не быть в точках С (это приведет только к незначительному увеличению излучения), т.к. в точках А идеальный металлический контакт не нужен и А трансформирует в Б.

С А

Недостаток: т.к. каждый отрезок – l/4, то можно использовать только в ДМВ и СМВ и, во-вторых, уменьшение сечения центрального проводника – снижение мощности.

2. Волноводные обычно содержат переход от прямоугольного волновода с волной Н10 к круглому с симметричной волной и наоборот и устройство вращения одной части круглого волновода относительно другой.

Волна Е01 создаёт сильные продольные токи и требует дроссельного сочленения. Волна Н10 продольных токов не имеет и более удобна.

В местах перехода возникает отражённая волна и, если расстояние между переходами кратно целому l/2, то возникает резонанс, причем, если он для нужного типа Е01, то это не страшно, т.к. условия передачи ЭМЭ несколько улучшаются, но если для Н11, то будет идти её усиление.

Значит надо длину перехода выбирать с одной стороны: L = nlЕ01/2,

с другой: L = (2n+1)lH11/4,где n = 1,2,3,…. при этом Н11-гаситься.

Чем короче переход, тем шире полоса пропускания, но при этом возможна непосредственная связь между основными волноводами, что приведёт к модуляции при повороте. Установлено, что для устранения непосредственной связи: L >(1¸2) lH11.

Чтобы обеспечить вращение, круглый волновод рассекают перпендикулярно оси и обеспечивают контакт как в дроссельном сочленении в КЛ. Достаточно часто используют коаксиально-волноводные сочленения (шарик на зонде призван для увеличения полосы пропускания и допустимой мощности).

Основные элементы и узлы линий передачи. Вращающиеся сочленения

1. Назначение вращающихся сочленений состоит в обеспечении невозмущенной передачи электромагнитной энергии (без модуляции за счет вращения) при непрерывном круговом вращении одной части фидерного тракта относительно другой. Вполне естественно поэтому, что во вращающихся сочленениях используются в основном круглые волноводы и коаксиальные линии с типами волн, поля которых имеют осевую симметрию относительно продольной оси волновода (Е O ₀₁, Н₀₁, ТЕМ и др.)

2. Коаксиальные вращающиеся сочленения изготавливаются из отрезков жестких коаксиальных линий.

Разработаны два основных типа коаксиальных вращающихся сочленений:

1) контактное, которое применяется при малых скоростях вращения и низких уровнях мощности в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах радиоволн, а также в подвижных соединениях (с малым углом поворота) жестких коаксиальных линий передачи;

2) бесконтактное (дроссельное), применяющееся при больших скоростях враще­ния и всех уровнях мощности в дециметровом и сантиметровом диапазонах.

3. Бесконтактные (дроссельные) коаксиальные вращающиеся сочленения. Один из вариантов бесконтактного вращающегося сочленения показан на рис. 18.31. Принцип работы этого сочленения такой же, как у дроссельного фланца (см. п. 3 § 18.4); электрическое короткое замыкание в кольцевых разрывах внешнего и внутреннего про­водов коаксиальной линии (сечение А) получается трансформацией четвертьволновыми коаксиальными отрезками 1, 2 и 1′, 2′ гальванического замыкания в сечениях Б а В. Надежность трущихся контактов 3 при этом не играет существенной рели, в частно­сти в этих местах вообще может не быть гальванического контакта.

Необходимость в отрезках линий длиной четверть волны ограничивает примене­ние дроссельных сочленений диапазоном дециметровых и сантиметровых волн и, кро­ме того, обусловливает малую ширину полосы пропускания сочленения. Следует иметь в виду, что наличие дросселей, особенно во внутреннем проводе, приводит к уменьше­нию максимально возможной передаваемой мощности.

4. Вращающиеся волноводные сочленения с симметричными волнами должны содержать переход от прямоугольного волновода с волной типа Н₁₀ к круглому с сим­метричной волной, переход от круглого волновода снова к прямоугольному и устрой­ство, которое обеспечивает вращение одной части круглого волновода относительно другой вез нарушения условий распространения симметричных волн в круглом волно­воде.

Волна типа Е₀₁ в круглом волноводе создает интенсивные продольные поверхно­стные токи. Поэтому в сочленениях с волной типа Е₀₁ требуются дроссельные соеди­нения.

Для вращающихся сочленений с волной типа Н₀₁ в дроссельных секциях нет не­обходимости, так как этот тип волн не создает в волноводе продольных поверхностных токов.

5. Вращающееся волноводное сочленение с волной типа Е O ₀₁ показанона рис. 18.32 в продольном сечении. В нем используются трансформаторы волн Н₁₀ Е O

₀₁ с шлейфовыми фильтрами для волны типа Н O _11.

В местах перехода от круглого волновода к прямоугольному возникают отраже­ния как волны типа E₀₁, так и оставшейся неотфильтрованной волны типы Н₁₁. Если расстояние L между переходами кратно целому числу половин длины волны в волно­воде для волны типа E₀₁ или Н₁₁, то для волны соответствующего типа вращающееся сочленение будет являться настроенным объемным резонатором. Резонанс во враща­ющемся сочленении вреден, так как полоса пропускания резонансной системы мала, однако при резонансе условия передачи электромагнитной энергии несколько улучша­ются. Поэтому резонанс для волны типа Е₀₁ не является столь опасным как для волны типа Н₁₁. При резонансе вращающегося сочленения для волны типа Н₁₁ получается усиление этого типа колебаний и паразитная модуляция при вращении может оказать­ся ярко выраженной несмотря на то, что переход к волне Е₀₁ сам по себе обеспечивает достаточно хорошую фильтрацию волны типа Н₁₁.

Таким образом, длина сочленения L не может быть произвольной и должна быть, во первых, кратна целому числу полуволн в волноводе для волны типа Е₀₁

,n = 1, 2, 3, .

и, во-вторых, по возможности точнее удовлетворять условию кратности нечетному чис­лу четвертей длины волны для волны типа Н₁₁

, n=l, 2, 3, .

которое обеспечивает гашение волны типа Н₁₁.

Чем меньше длина сочленения, тем менее ярко выражены его резонансные свойст­ва и тем шире полоса пропускаемых частот. Однако слишком малое расстояние между входным и выходным прямоугольными волноводами приведет к непосредственной связи между ними. При вращении связь будет изменяться и условие независимости передачи электромагнитной энергии от угла поворота нарушится. Установлено, что для устране­ния непосредственной связи расстояние L должно быть не менее (1-2) .

Рис. 18.33. Коаксиально-волноводное вращающееся сочленение.

Для обеспечения вращения одной части сочленения относительно другой круглый волновод разрезается перпендикулярно оси. Короткое замыкание в месте разреза для продольных токов осуществляется с помощью дроссельного соединения, которое действует точно так же, как дроссельное соединение на наружном проводе коаксиальной линии в коаксиальном вращающемся сочленении (см. п. 3).

6. Коаксиально-волноводное вращающееся сочленение состоит из двух переходом от волновода к коаксиальной линии и коаксиальной линии между ними. Вращающееся соединение осуществляется в коаксиальной линии. Размеры коаксиальной линии под­бираются так, чтобы в ней могла распространяться только основная волна типа ТЕМ.

Рис. 18.34. Вращающееся сочленение с волной круговой поляризации.

На рис. 18.33 показана конструкция компактного коаксиально-волноводного вра­щающегося сочленения, использующего, с одной стороны, зондовый переход, а с другой – переход с Т-образным вибратором. В этой конструкции дроссельная секция необходима лишь для внешнего провода коаксиальной линии. Шарик на конце зонда служит как для расширения полосы пропускания, так и для увеличения пропускаемой мощности.

7. Вращающееся сочленение с волной круговой поляризации имеет то достоинство, что в нем не возникает проблемы подавления воли низших типов Бла­годаря осевой симметрии круглого волновода поле круговой поляризации в нем не изменяется при вращении волновода вокруг продольной оси.

На рис. 18.34 показана схема одного из широкополосных вращающихся сочлене­ний с круговой поляризацией. Сочленение состоит из двух одинаковых секций, соединенных бесконтактным вращающимся сочленением 5. Каждая секция включает прямо­угольный волновод 1 (9) с волной типа H₁₀, плавный переход 2 (8) к круглому волно­воду с волной типа Н₁₁ и секцию дифференциального фазового сдвига, состоящую из круглого волновода 3 (6) и тонкой диэлектрической пластинки 4 (7).

На выходе плавного перехода 2 получается волна типа Н₁₁, диаметральный век­тор которой имеет такую же поляризацию, как и в прямоугольном волноводе. Диэлек­трическая пластинка наклонена к этому вектору (и к плоскости широкой стенки пря­моугольного волновода 1) под углом 45 о .

Поле волны типа Н₁₁ можно представить как сумму двух взаимно перпендикуляр­ных синфазных полей волн типа Н₁₁ с вектором Е, перпендикулярным пластинке, и вектором Е_||, параллельным пластинке. Поле с вектором Е_|| распространяется с не­сколько меньшей фазовой скоростью, чем поле с вектором Е, из-за того, что плас­тинка по отношению к волне с вектором Е_|| находится в максимуме электрического поля. Дифференциальный (разностный) сдвиг фаз этих волн зависит от длины и тол­щины пластинки и от материала, из которого она сделана. На выходе поляризатора дифференциальный фазовый сдвиг должен быть равен p/2 для получения круговой поляризации. Подбором толщины и материала пластинки можно добиться, что такой сдвиг получится при длине пластинки в полволны. Отражения от концов пластинки при этом компенсируются. Клиновидный скос пластинок уменьшает уровень отражений от концов, что способствует расширению полосы пропускания по согласованию.

При указанном на рис. 18.34 расположении пластинки и распространении электро­магнитных волн слева направо линейная поляризация преобразуется в круговую пра­вого вращения. Действительно, поле вращается в сторону отстающей по фазе компо­ненты, которой является в этом случае Е_||.

Полученное поле круговой поляризации без искажений проходит по отрезку круг­лого волновода с дроссельным вращающимся соединением на вход поляризатора 6 с пластинкой 7. Эта пластинка также повернута на 45 о относительно плоскости широ­кой стенки волновода 9, только в другую сторону по сравнению с относительным по­воротом пластинки 4 и волновода 1.

При любом угле поворота правой секции сочленения относительно левой поле вра­щающейся поляризации, набегающее слева, можно представить в виде суперпозиции полей с электрическим вектором Е’_||, параллельным пластине 7, и E’, перпендику­лярным ей. Эти поля распространяются вправо с разной фазовой скоростью.

Пластинка 7 точно такая же, как и пластинка 4. Поэтому поле с вектором Е’_|| задерживается по фазе на p/2 относительно поля с вектором Е’. Так как на входе пластинки 7 поле имеет поляризацию правого вращения, то опережающей составляющей на входе будет Е’_­||. Будучи задержанной пластинкой по фазе на p/2 относительно составляющей Е’, она на выходе пластинки будет иметь такую же фазу, что и Е’. Эти две синфазные составляющие образуют вместе поле Н O ₁₁ линейной поляриза­ции с диаметральным вектором, перпендикулярным широкой стенке прямоугольного вол­новода. Плавным переходом 8 волна типа Н O ₁₁ переводится в волну типа Н₁₁

Таким образом, при любом относительном положении левой и правой секций элек­тромагнитная энергия из левого прямоугольного волновода полностью (если не считать потерь в диэлектрике пластин и в металле) переходит в прямоугольный волновод пра­вой секции. Точно так же будет при передаче справа налево.

Можно показать, что если принять разность фаз колебаний на выходе волновода 9 и на входе волновода 1 при положении пластин, изображенном на рис. 18.34, за нуль, то при повороте одной части сочленения относительно другой на угол a(в про­странстве) эта разность фаз изменяется на величину 2a.

8. Вращающееся сочленение с волной типа Н O ₀₁ обладает тем достоинством, что в месте разреза круглого волновода (для обеспечения вращения) нет необходимости ус­танавливать дроссельное вращающееся соединение, поскольку волна типа Н O ₀₁ не создает на стенках волновода продольных токов. Однако сложной задачей является обеспечение чистоты волны типа Н O ₀₁ при ее возбуждении. Поэтому такие вращающиеся сочленения применяются в основном там, где требуется широкая полоса пропускания.

Вспомогательные устройства: .подвижные соединения, например вращающиеся – H01P 1/06

Патенты в данной категории

Устройство относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано для передачи СВЧ энергии между подвижной и неподвижной частями СВЧ тракта радиолокаторов. Технический результат заключается в получении высокой развязки между каналами (не менее 50 дБ) в широком диапазоне частот, получении высокой стабильности параметров при вращении тороидальных каналов и упрощении конструкции устройства. Для достижения указанного технического результата в трехканальном СВЧ вращающемся сочленении первый и второй каналы, являющиеся внутренними каналами, выполнены в виде двойной коаксиальной линии, при этом внешний проводник второго канала является центральным проводником первого канала, а третий канал – тороидальный, внешний по отношению к первым двум, выполненный по схеме многомодового коаксиала, возбуждаемого равномерно по окружности с помощью симмметрирующей схемы. Для обеспечения электрической развязки между внешним проводником второго канала и центральным проводником первого канала введен поглотитель (состав 22 ОСТ 107.460007.006-92) и втулки из термопластичного углепластика УПА-6/30-1 ТУ 2253-001-18070047-00, имеющего малый коэффициент трения, хорошую износостойкость и удельное объемное электрическое сопротивление 200 Ом·см 3 . Для уменьшения разброса параметров при вращении, центровки каналов при их взаимной сборке применены два подшипника вращения, устанавливаемые между коаксиальными и тороидальным каналом. Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: высокая стабильность параметров при вращении. 2 ил.

Изобретение относится к высокочастотному вращающемуся соединению, включающему в себя статор (1), который посредством, по меньшей мере, одной четвертьволновой линии связан для передачи высокочастотных колебаний, по меньшей мере, с одним ротором (2) и, по меньшей мере, частично охватывает его. Ротор (2) бесконтактно установлен посредством, по меньшей мере, одного радиального аэростатного подшипника и, по меньшей мере, одного упорного аэростатного подшипника статора (1). Аэростатные подшипники расположены за пределами высокочастотной камеры. Радиальный аэростатный подшипник образован боковой поверхностью полого цилиндрического участка статора, снабженной радиальными отверстиями для прохода воздуха, и окружной поверхностью цилиндрического участка ротора. Техническим результатом является значительно улучшенные рабочие характеристики и упрощение обслуживания. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Многофункциональное вращающееся устройство относится к технике СВЧ и электротехнике и может быть использовано для радиолокационных станций кругового обзора. Изобретение содержит последовательно соединенные волноводное вращающееся сочленение (ВВС), вращающееся контактное устройство (ВКУ), коаксиальное вращающееся сочленение (КВС), имеющие общую ось вращения, и коробку ввода кабелей. ВВС и ВКУ имеют внутренние каналы, оси которых совпадают с общей осью вращения. Вращающиеся части ВВС, ВКУ и КВС неподвижно соединены между собой, а вращающаяся часть ВВС неподвижно соединена с вращающейся частью привода вращения. Неподвижные части ВВС, ВКУ и КВС также соединены между собой, а неподвижная часть ВВС соединена с неподвижной частью привода вращения. Изобретение обеспечивает одновременную передачу высокочастотной и низкочастотной энергии от неподвижной к вращающейся части антенного поста, компактность и универсальность конструкции, возможность удобного размещения устройства в конструкции антенного поста и подключения высокочастотных и низкочастотных кабелей через коробку ввода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для РЛС кругового обзора. Технический результат заключается в создании комбинированного многоканального вращающегося перехода, работающего на нескольких диапазонах частот и обеспечивающего круговое вращение всех каналов. Сущность изобретения состоит в том, что переход выполнен из центрального осевого вращающегося перехода и из свернутых вокруг него в кольцевые раскрывы волноводных и коаксиально-полосковых делителей СВЧ мощности, состыкованных через дроссельные соединения. 6 ил.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано для передачи СВЧ-сигналов от неподвижной к вращающейся части многоканального коаксиального тракта. Техническим результатом является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и увеличение рабочей полосы частот. Сущность изобретения состоит в том, что многоканальное вращающееся сочленение содержит концентрично расположенные отрезки коаксиальных линий с четвертьволновыми короткозамкнутыми изоляторами и согласующие переходы на концах, подвижно сочленяемые посредством системы четвертьволновых дроссельных зазоров. Короткозамкнутые изоляторы выполнены на основе плоскопараллельной радиальной линии, а согласующие переходы выполнены на полосковой линии в виде двух параллельных ветвей, содержащих многоступенчатые трансформаторы сопротивлений. Длины отрезков коаксиальных линий неподвижной и вращающейся частей многоканального вращающегося сочленения могут быть выбраны равными нечетному числу четвертей длины волны. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для радиоэлектронной передачи и может найти применение, например, в устройствах телеметрии. Технический результат заключается в снижении искажений передаваемого сигнала. Сущность изобретения состоит в том, что устройство для радиоэлектронной передачи содержит часть, имеющую возможность поворота вокруг неподвижной части и снабженную измерительными средствами с антеннами, направленными радиально к неподвижной антенне. Неподвижная антенна содержит две пары ветвей, проходящих по двум концентрическим окружностям с зазорами между свободными концами ветвей, смещенными по углу с тем, чтобы сигналы, излучаемые антеннами, всегда попадали на одну из пар ветвей, обеспечивая прием хорошо различимого сигнала. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) с вращающимся антенным устройством. Технический результат заключается в широкополосности волноводно-коаксиального перехода с большим диаметром коаксиальной линии, что обеспечивает большие возможности сочленения по рабочей полосе частот, уровню мощности и числу каналов. Волноводное вращающееся сочленение состоит из двух волноводно-коаксиальных переходов, подвижно сочленяемых по выходным концам проводников коаксиальной линии. Переход от волновода к коаксиальной линии выполнен путем свертывания волновода по спирали в Е-плоскости с одновременным переходом на пониженную высоту и последующей ориентации его по окружности с одновременным 90-градусным изгибом в Н-плоскости и соединением с проводниками коаксиальной линии. Также предлагается вариант волноводного вращающегося сочленения, в котором переход от волновода к коаксиальной линии выполнен делением волновода в Е-плоскости на два волноводных канала одинаковой высоты с последующим расположением волноводных выходов по окружности с одновременным 90-градусным изгибом в Н-плоскости и соединением их с проводниками коаксиальной линии. В сочленении может быть использован и четырехканальный делитель мощности. 2 н. и 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к токосъемным устройствам, может быть использовано для передачи электрических импульсных сигналов в широком диапазоне частот от постоянного тока между источником и приемником, расположенными во взаимовращающихся частях объекта. Техническим результатом изобретения является улучшение формы импульсного сигнала. Кольцо контактное выполнено в форме полосковой несимметричной линии передачи с определенным волновым сопротивлением. Введены два резистора, расположенные диаметрально противоположно входу, номиналы которых равны волновому сопротивлению согласованной полосковой несимметричной линии. Средой распространения высокочастотных составляющих импульсного сигнала служит диэлектрическое основание вместе с кольцом контактным и общим проводом. 4 ил.

В устройстве для бесконтактной передачи электрических сигналов и/или энергии между по меньшей мере двумя подвижными относительно друг друга деталями на указанных деталях, между которыми должна происходить передача сигналов и/или энергии, предусмотрено несколько определенных электромагнитных элементов связи, поле в ближней зоне которых обеспечивает указанную бесконтактную передачу. Предлагаемое в изобретении устройство отличается тем, что элементы связи по меньшей мере на одной детали образуют выполненную в виде каскадной схемы систему проводников с согласованной нагрузкой, а каждый элемент связи независим от других элементов связи на данной детали и образует резонансную систему, резонансная частота которой больше наибольшей частоты передаваемых широкополосных сигналов. Другой вариант выполнения устройства отличается тем, что каждый из предусмотренных по меньшей мере на одной детали элементов связи имеет по меньшей мере один резонатор, состоящий из одного единственного элемента, который способен резонировать сам по себе и независимо от остальных элементов связи и резонансная частота которого примерно равна частоте передаваемых сигналов, при этом отдельные резонаторы соединены друг с другом линией с согласованной нагрузкой. Техническим результатом является создание устройства для передачи сигналов и/или энергии между подвижными деталями, которое обеспечивает широкую полосу пропускания и большую скорость передачи данных при низкой чувствительности к помехам. 2 с. и 34 з. п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано в передаче и приеме электромагнитной энергии от подвижной части антенн к неподвижной части СВЧ-трактов. Техническим результатом является упрощение устройства, увеличение развязки между каналами и уменьшение потерь. В сочленение введены втулки в виде усеченных конусов, которые надеваются на концы коаксиальных линий и поглощающие кольца, надеваемые на концы смежных коаксиальных линий. Смежные концы смежных линий имеют втулки разных типов: одни с внутренним дросселем, другие без дросселя, а высота втулок выбирается из приведенного соотношения. 1 ил.

Использование: в антеннах радиолокационных станций. Сущность изобретения: многоканальное поворотное волноводное устройство содержит корпус с четырьмя цилиндрическими полостями, расположенными на перпендикулярных осях, в перекрестии которых встроен коммутатор. В цилиндрических полостях размещены пакеты соосных дисков, образующие волноводные каналы. Соседние цилиндрические полости соединены прямоугольными волноводными изгибами. 1 ил.

Волноводное вращающееся сочленение

Вращающиеся сочленения используются для передачи энергии ВЧ сигнала (от генератора во вращающуюся антенну) основным требованием к таким узлам – независимость уровня мощности на выходе от угла поворота. Поэтому в таких сочленениях используют структуру поля, симметричную относительно оси волновода.

В круглом волноводе возбуждается и (не симметричная волна), т. е. волну надо отфильтровать.

Лекция 9

Направленные ответвители

Направленные ответвители это 8 – полюсники, один вход которого развязан. Необходимость в этом устройстве возникает в том случае, если требуется ответвить часть мощности в некоторую вторичную линию передачи с целью измерения и контроля.

От первого генератора во вспомогательной линии волна, пройдя отрезок l получит запаздывание по фазе

В сечении А волны складываются в фазе. Обратная волна от генератора L получит запаздывание

Поля обратных волн в сечении 1 будут складываться в фазе

Ответвители имеют характеристики:

1) переходное ослабление

– мощность прямой волны во вспомогательной линии

– мощность прямой волны в основной линии

– мощность обратной волны во вспомогательной линии передач

Ответвитель щелевого типа

Первая прямая волна пройдя получит запаздывание по фазе , такое же запаздывание получает другая волна. Обратная волна 3 получает запаздывание , потом еще . Волны 4 и 3 оказываются в противофазе и обратной волны нет.

Вертикальный электрический вибратор

Элементарный магнитный вибратор

В отверстии в связи во вспомогательной линии передачи имеем 2 вибратора, ориентированных перпендикулярно друг другу. Такой излучатель подобен излучателю Гюйгенса, имеющий однонаправленное излучение.

Во вспомогательном волноводе будет поле прямого направления и нет поля обратного соотношения между электрическим и магнитным вибратором регулируется ориентацией вспомогательного волновода (углом) и величиной отверстия связи.

Направленный ответвитель Швингера

Применение направленных оветвителей

Измерение уровня проходящей мощности

На основе направленных ответвителей создают измерительные устройства, позволяющие регулировать амплитуду и фазу во вспомогательной линии передачи, т. е. регулируется развязка в одном из плеч 8 – полюсника.

Мостовые устройства СВЧ

Мостовые устройства – это восьмиполюсники, обладающие следующими свойствами: при возбуждении одного из плеч в. ч. Сигнал на другое плечо не проходит (свойство развязки). Сигнал на оставшихся 2 – х входах делится пополам

Примеры мостовых устройств:

Гибридное кольцо, волноводно щелевой мост, двойной волноводный тройник. Гибридное кольцо выполняется на коаксиальных, волноводных, полосковых линиях передач

Пусть возбуждается вход 2, а остальные нагружены на согласованные нагрузки.

В кольцевой коаксиальной линии возбуждаются две волны противоположного направления. Пройдя одинаковый путь, поля этих волн складываются в сечении а (пучность напряжения) сечения а – а эквивалентно холостому ходу и отстает от входа 4 на . Холостой ход через пересчитывается в кз. Сигнал на вход 4 не пройдет, а делится пополам между входами 1 и 3. Аналогично можно рассмотреть возбуждение с любого другого входа. Определим волновое сопротивление кольца , если известны волновые сопротивления входов .

Сопротивление пересчитывается со входа 1 ко входу 2, как некое сопротивление со входа 3 пересчитывается в на вход 2. Эти сопротивления на входе 2 параллельны.

Гибридное кольцо на волноводных линиях

Волноводно – щелевой мост

В волноводах на входах 1, 2, 3, 4, что возбуждается волны

Представим возбуждение моста

В случае (а) в области щели возбуждается волна . Определим длину волны в области щели.

В случае (б) в области щели возбуждается волна

Волны этих типов, распространяясь в области щели получат запаздывание по фазе

На входах 3 и 4, поля этих волн складываются с разницей фаз

Пусть сигнал на входе 3

Сигнал на входах 3 и 4 делится пополам, сигнал на входе 3 опережает сигнал на 4.

Волны, распространяясь в области щели на входах 3 и 4 встречают неоднородность. В результате появляются отраженные волны. Для их компенсации (для настройки моста) вводят регулируемый штырь. Можно регулировать либо переходное ослабление, либо направленность (развязку на входе 2 и уровень сигналов на входе 3 и 4). Также можно рассмотреть возбуждение с других входов.