Виконанні

Спрямованні відгалужувачі у коаксіальному, смужковому та оптичному

Це інші типі СВ зі спрямованими елементами зв’язку – відгалужувачі на зв’язаних ЛП, прикладами яких є протиспрямовані відгалужувачі на основі коаксіальної лінії (рис. 1.129).та на зв’язаних смужкових лініях (рис. 1.130-1.132).

Розглянемо принцип дії ємнісно-рамкового коаксіального відгалужувача (рис. 1.129.а,б). Нехай у коаксіальній лінії зліва направо поширюється Т -хвиля, і в розглянутий момент часу t ₀ вузли полів й розміщені в середньому перерізі відгалужувача (рис. 1.129.а). Тоді в цьому перерізі буде максимальне значення густини струму зміщення d_зм = e_аdE / dt, який замикається струмом провідності що розтікається по провіднику петлі у два протилежні боки до узгоджених навантажень R. Магнітне поле, що пронизує петлю для t > t ₀,наростає, тому в провіднику петлі виникає струм I _м такого напрямку, що за правилом Ленца створює магнітне поле, яке перешкоджає зміні первісного. Так буває, якщо струм I _м протікає справа наліво.

Підбором відстані d та площі петлі S домагаються рівності струмів I _м та I _е. У цьому випадку через ліве навантаження протікає сумарний струм I _м + I _е = 2 I _е, a через праве струм дорівнює нулю. Через половину періоду струм зміщення в зазначеному перерізі змінює свій напрямок на протилежний, як і струми I _м, I _е. Магнітне поле, зчеплене з петлею, зростає в напрямку від читача. За правилом Ленца, у рамці наводиться струм, що протікає зліва направо. Отже, через ліве навантаження знову протікає сумарний струм, а через праве струм не протікає.

Установивши як ліве навантаження детектор і вимірювальний прилад, можна судити про значення потужності, переданої по основній лінії зліва направо. Якщо хвиля в лінії поширюється справа наліво, то струм у правому навантаженні відмінний від нуля. Установивши також і праворуч детектор з вимірювальним приладом, можна за показаннями двох приладів судити про співвідношення амплітуд, наприклад відбитої хвилі та тієї, що падає, тобто про значення коефіцієнта відбиття (і КСХ). На практиці часто використовують один вимірювальний прилад і детектор, установлені на платформі, яка обертається навколо осі, перпендикулярної до ЛП (рис. 1.129.б). Переключаючи цей вимірювальний пристрій, називаний рефлектометром, по черзі у два положення (змінюватися положення петлі) й відраховуючи показання, пропорційні амплітудам хвилі, що падає, і відбитої, визначають КСХ влінії.

Смужковий СВ у разі довжини області зв’язку L = L/4 (рис. 1.130, 1.131) є проти-спрямованим, оскільки, відповідно до закону електромагнітної індукції, на бічній лінії наводяться заряди протилежної полярності, та квадратурним.

Зовнішній огляд СВ у микросмужковиму виконанні показано на рис. 1.132. Методика розрахунку цього відгалужувача, доведена у [42]. Наприклад, при l = L/4 величина коефіцієнту зв’язку К () для відгалужувача визначається з формули

, (1.79)

де і - хвильові опори для відповідно парної і непарної хвиль у використовуваним відрізку зв’язаних ліній відгалужувача (див. мод. 1).

У свою чергу, ідеально узгодження відрізку зв’язаних ліній з вхідними лініями забезпечуватися при [42]

. (1.80)

Формули (1.79) і (1.80) дають змогу визначати К і Z_в по заданим w та s,тобто виконати анализ відгалужувача. Задача синтезу вирішуватися шляхом завдання К і Z_{в ,} визначення з (1.79) і (1.80)

; (1.81)

і розрахунку по та з (1.81) геометричних розмирів w і s лінії.

Однак, відгалужувач, зображений на рис. 1.131, має ряд недоліків, наприклад, малу спрямованість і діапазон робочих частот. Це недоліки зменшені у відгалужувачу

Ланге (рис. 1.133), у яком працездатність в октавної смузі частот

при практично однакової величині К і Д до 24 дБ досягається вирівнюванням потенціалів зв’язаних ліній за допомогою сполучних провідників.

У СВ оптичного діапазону обмін енергіями хвиль між двома світловодами може виникнути або за рахунок поля, випромінюваного з світловоду, або за рахунок поля поверхневих хвиль світловодів. У першому випадку для створення поля випромінювання світловод повинен мати неоднорідності, викликаючи випромінювання при поширенні хвили по світловоду. У другому випадку світловоди зближуватися доти –поки кожний з них не опинитися у поле поверхневий хвилі іншого світловоду. Останній випадок використовуватися на практиці частіше, оскільки у цьому випадку може забезпечити любий перехід енергії з одного світловода у інший, аж до повного.

Остільки у волоконних світловодах для поширюваних хвиль поле поза оболонки практично відсутні, то для одержування зв’язку між такими світловодами частина оболонки у місце зіткнення волокон знищуватися шляхом сточування або розплавлення. У останнім випадку за рахунок розплавлення оболонок забезпечуватися міцність з’єднання волокон. На рис. 1.134 показано волоконна, а на рис. 1.135 інтегрально-оптична конструкція СВ. Для останній у роботи [41] одержані формули для потужності

Р₂ і Р₃ на виходах зони зв’язку, яки знаходять з співвідношень (1.67).

Розраховані по даним співвідношенням залежності від добуткові при різних величинах показано на рис. 1.92. При можливо з першого світловода відгалузити будь-яку частку потужності у другий світловод шляхом підбіру величини або (К змінюватися при змінюванні відстані між світловодами у зони зв’язку). Повна передача потужності з першого у другий світловод забезпечуватися при . Якщо , тобто , то неможливо повністю передати потужності з першого у другий світловод. Залежність відгалуженої частки потужності від величини при показано на рис. 1.136, тобто величину відгалуженої потужності можливо змінювати шляхом змінювання коефіцієнтів фази хвиль у світловодах.

Це властивість використовуватися при побудови регулюванніх СВ. У даним випадки СВ (рис. 1.135) формуватися у середовище з достатньо сильним електрооптичним ефектом та доповнятися системою електродів, на яки подається керувальна напруга (рис. 1.137).

При додаванні постійної напруги к електродам змінюватися коефіцієнт переломлення середовища у зони зв’язку світловодів, що приводити к змінюванню коефіцієнтів фаз хвиль, яки поширюватися по світловодам у зони зв’язку. При цьому потужність відгалуженого сигналу у плечі 3 змінюватися у відповідності з рис. 1.136. Якщо вибрати однакові світловоді, щоб при , і довжину зони зв’язку , то при уся потужність з плеча 1 буде проходити у плече 3. При додаванні напруги , для якого , сигнал з плеча 1 повністю проходити у плече 2.

Дата добавления: 2014-11-29