Щелевой мост

Конструкция волноводного щелевого моста представлена на рис. 4. Чтобы не усложнять изложения, будем полагать бесконечно тонкой толщину металлической боковой стенки, общей для волноводов в плечах 1 и 4, а также в плечах 2 и 3. Практически толщина этой стенки редко превышает 1,5-3 мм.

Волноводно-щелевой мост - соединение двух волноводов с общей стенкой, часть которой удалена (рис. 5, а).

Размер поперечного сечения волноводов таков, что во всех четырех плечах моста может распространяться только волна типа Н₁₀. Пространство области щели длиной образует расширенный волновод, в котором возбуждаются волны различных типов, в том числе и Н₁₀ и Н₂₀. Эти две волны распространяются по расширенному волноводу, а остальные быстро затухают. Энергия СВЧ-колебаний, поступающая в плечо 1, распределяется на участке расширенного волновода поровну между волнами Н₁₀ и Н₂₀.

Поскольку поля волны Н₁₀ и Н₂₀ в плече 4 противофазны (в силу структуры этих типов волн) и имеют равные амплитуды, то результирующая волна в плече 4 отсутствует, как видно из векторной диаграммы волн (рис. 5, б).

При распространении вдоль области связи волн типа Н₁₀ и Н₂₀ с различными фазовыми скоростями между волнами возникает сдвиг по фазе

[6]

где - фазовые постоянные соответственно волн Н₁₀ и Н₂₀ в области связи.

Амплитуды волн в плечах 2 и 3, на концах области связи, определяются из векторных диаграмм с учетом сдвига по фазе, как показано на векторных диаграммах волн в плечах 2 и 3 для случая (рис. 5, б). таким образом, амплитуды волн в плечах 2 и 3 зависят от угла , который в свою очередь, определяется длиной области связи , как следует из [6]. Чем больше , тем меньше переходное ослабление.

Трехдецибельный волноводно-щелевой мост соответствует случаю равного энергораспределения между плечами 2 и 3 или переходного ослабления При фиксированной длине щели это условие выполняется лишь при определенной длине волны (когда ). Емкостной винт в центре области связи служит для выравнивания амплитуд волн и коррекции фазового сдвига полей волн Н₁₀ и Н₂₀. Улучшение параметров достигается также путем некоторого уменьшения ширины в области связи (), что препятствует распространению волны типа Н₃₀.

Преимуществами щелевого моста перед мостами других типов являются: простота конструкции и широкий рабочий диапазон, в пределах которого сохраняются почти равное деление мощности между выходными плечами.

III. Описание лабораторной установки.

Методика проведения измерений.

Лабораторная установка (рис. 6) состоит из высокочастотного клистронного генератора (генератор СВЧ), волноводной измерительной линии (ИЛ), измерительного устройства, состоящего из поглощающего аттенюатора (АТ), детекторной секции (Д) и измерительного усилителя (28 ИМ), трех согласованных поглощающих нагрузок (СН) и гибридных соединений, подлежащих исследованию, направленного ответвителя, двойного тройника и щелевого моста.

Измерения характеристик всех гибридных соединений осуществляются по одной методике.

Для каждого гибридного соединения собирается схема, подобная схеме для двойного тройника. Одно плечо гибридного соединения подключается через ИЛ к генератору СВЧ. Измерительное устройство (АТ, Д и 28ИМ) поочередно подключается ко все плечам исследуемого гибридного соединения. Свободные плечи нагружаются на согласованные нагрузки. Измерить абсолютную величину мощности с помощью детекторной секции невозможно. Однако показания прибора 28ИМ, связанного с детекторной секцией, пропорциональны квадрату напряженности поля в волноводе, т.е. мощности.

Начинать измерения каждой характеристики гибридного соединения рекомендуется с плеча, в котором создается наименьшая мощность. Отрегулировав показания прибора в этом плече, при переключении измерительного устройства в другое плечо нельзя менять ослабление АТ. В процессе измерений следует пользоваться декадным переключателем измерительного усилителя 28ИМ. Связь генератора с питающим волноводом должна быть ослаблена с помощью аттенюатора, находящегося в генераторе СВЧ (не ниже 10 дБ).

КСВ в питающем волноводе определяется при каждом новом подключении исследуемого гибридного соединения с помощью ИЛ.

IV. Порядок выполнения работы

Дата добавления: 2015-05-09