Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 [129] 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

Итак, размер b не должен быть слишком малым во избежание пробоя, но не больше 0,5?, чтобы исключить волну Я Обычно выбирают b 0,5а = 0,36?..

Коэффициент затухания прямоугольного волновода при волне Н определяется по формуле

377/;

- неп/м, (341)

где Ла - магнитная проницаемость стенок волновода, гн/м;

у - удельная проводимость внутренней поверхности, -;

0Л1 м

f - частота переданаемых волн, гц.

Для меди Ла = М-о = 4л. 10 гн1м. Величины а, 6 и А, выражены в метрах.

Круглые волноводы обычно применяются при наличии в ан-тенно-фидерной сисгеме подвижных и неподвижных частей, например, при вращающейся антенне. Чтобы сохранить неизменным характер поля при переходе из неподвижной секции волновод-ной системы в подвижную и наоборот, желательно, чтобы поля в волноводе имели осевую симметрию. Такими свойствами обладает волна в круглых волноводах. Эта волна вследствие осевой симметрии полей применяется чаще, чем Яц, несмотря на то, что последний тип волны низший и может быть получен в волноводе меньшего диаметра: при передаче волны Яц диаметр DX/1,71, а при волне D > Vl,31.

Среди других типов волн особого внимания заслуживает волна Яо1 в круглом волноводе. Электрическое поле данной волны находится в поперечной плоскости и по периметру не изменяется, т. е. изображается окружностями с центром на оси волновода (рис. 14.17, а, б), о чем говорит индекс m = 0. Поскольку л = 1, поле на радиусе имеет один максимум.

Ток смещения (рис. 14.17, г), как известно, достигает максимума в момент, когда напряженность электрического поля проходит через нулевое значение (сечение е - /), и равен нулю, когда это поле проходит через максимум (сечения с - d, g - /). Токи смещения вызывают магнитное поле, линии которого охватывают возбуждающие их токи. Сравнивая рис. 14.17, б и 14.17, г, можно заметить, что поперечная составляющая магнитного поля совпадает по фазе с электрическим полем, как во всех волнах типа Я. На рис. 14.17,6 показаны электрические силовые линии в поперечной плоскости волновода и проекции линий магнитного поля на эту плоскость.

К стенкам волновода примыкает продольная составляющая магнитного поля. Значит, на поверхности волновода должен быть поперечный ток проводимости. Этот ток направлен в обратную сто-

рону по сравнению с током смещения, имеющимся внутри данного сечения волновода. Если бы тока проводимости не было и он не уравновешивал ток смещения, то магнитное поле существовало бы в стенках волновода и за его пределами, а это противоречит граничным условиям на идеальной проводящей поверхности.

Ток / смещения

Рис. 14.17. Распределение полей волны qi в круглом волноводе:

а, б-электрическое поле; в-электрическое и магнитное поля; г-токи смещения и магнитное поле.

С уменьшением длины волны Яв линии магнитного поля сокращаются в продольном направлении и продольная составляющая магнитного поля ослабляется возле стенок волновода. В результате ток проводимости и вызванные им потери становятся меньше. Особенно значительно потери сокращаются на наиболее высоких радиочастотах.

99. Разновидности металлических.волноводов

Полые металлические волноводы не являются единственным видом волноводных линий передачи. Например, в микроминиатюрной аппаратуре сантиметровых волн нашли применение полосковые (плоскопараллельные) волноводы в виде полоскового проводника, отделенного от металлического плоского экрана тонким слоем диэлектрика {рис. 14.18).

В качестве диэлектрика обычно иcпQльзyeтcя полистирол, а полоска (медь, серебро) наносится на диэлектрик методом печат-

ного монтажа. Влияние экрана на электромагнитное поле распространяемой волны может быть учтено зеркальным изображением полоски, и тогда линия становится двухпроводной симметричной. Это дает основание считать, что в полосковом волноводе распространяется волка, близкая по типу к поперечной TEAL Отсюда сле-

Полосковый проводник

Диэлектрик

Прободиая плоскость (экран)

дующие преимущества таких линий передачи: широкополосность,-простота изготовления, малые вес и размеры. Недостатки: значительные потери в диэлектрике и частично на излучение, а также небольшая допустимая мощность распространяемых волн.

Имеются волноводы, которые рассчитаны на передачу миллиметровых волн. При переходе от сантиметровых волн к миллиметровым поперечные размеры полых волноводов становятся очень малыми. Такие волноводы уже нельзя изготовить обычной протяжкой труб. Здесь используются электролитические способы, и только внешнюю поверхность волноводов обрабатывают на станке.

На миллиметровых волнах очень мала глубина проникновения тока. Тем меньше должны быть шероховатости проводящего слоя, так как они удлиняют путь по стенкам волновода и увеличивают его поверхностное сопротивление, например, чистота обработки внутренней поверхности волновода для А, = 3 мм должна быть около 0,0001 мм. Из-за малых глубины погружения тока и периметра поперечного сечения волновода потери в них на миллиметровых волнах в десятки - сотни раз больше, чем в волноводах сантиметрового диапазона. Исключение составляют круглые волноводы, возбуоюдаемые на волне Я: для них характерно уменьшение затухания с повышением частоты. Такие волноводы имеют большие перспективы применения в дальних широкополосных линиях связи.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 [129] 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143