Коаксиальная линия

Т-волны в линиях передачи

Характерным для данного типа волн является отсутствие продольных составляющих ЭМП. Волна Т типа не имеет частотной дисперсии т.е. фазовая скорость распространения ЭМВ не отличается от скорости света и определяется лишь параметрами диэлектрика, заполняющего пространство распространения.

Представляет собой два соосных цилиндра с радиусами R и r₁, между которыми имеется диэлектрик (рис. 118). Аналитическое представление ЭМП в такой системе описывается в цилиндрической системе координат.

Рис. 118. Коаксиальный волновод

Структура ЭМП в коаксиальном волноводе представлена на рис. 119. Как видно она содержит лишь поперечные составляющие ЭМП. Расстояние между пучностями определяется диэлектрическим заполнением пространства между проводниками.

Рис. 119. Структура поля Т-волны в коаксиальном волноводе

Рабочая полоса частот коаксиальной линии может быть определена как разность критических частот ближайшего высшего и основного типов колебаний. Для основной волны (Т- волны) т.е. по коаксиальной линии могут распространяться электромагнитные волны любой длины. Однако с укорочением длины волны в коаксиальной линии появляются высшие типы волн. Первым высшим типом является волна Н₁₁, критическая длина которой . Структура поля этой волны показана на рис. 120.

Рис. 120. Структуры поля Т-волны (а) и Н₁₁ волны (б)

Таким образом, при изменении радиуса внутреннего проводника коаксиального кабеля от 0 до r₁ критическая длина первой волны высшего типа меняется незначительно. Если между проводниками коаксиального кабеля имеется диэлектрик, создающий эффективную диэлектрическую проницаемость кабеля ε _э, то критическая длина волны увеличится в раз.

3.4.2. Полосковая линия

Несимметричная полосковая линия (ПЛ), показанная на рис. 121, является одной из наиболее часто используемых ЛП СВЧ-диапазона. Она представляет собой тонкие полоски металла между которыми находится слой диэлектрика, называемый подложкой. Диэлектрические свойства подложки позволяют существенно уменьшить поперечные размеры линии. Основным типом волны несимметричной ПЛ является квазиТ-волна. Такое название волны обусловлено незначительным появлением продольных составляющих ЭМП.

Конструктивные параметры определяются на основе электростатического анализа, осуществляемого исключительно численным тестированием.

Рис. 121. Несимметричный полосковый волновод:

а – общий вид; б – поперечное сечение

Структура ЭМП и параметры ПЛ определяются геометрическими размерами полосок, толщиной и свойствами диэлектрического слоя.

Рис. 122. Структура поля Т-волны в несимметричном полосковом волноводе

На рис. 122 представлена картина распределения силовых линий ЭМП, которая свидетельствует о влиянии толщины слоя диэлектрика на ее структуру и в общем – на необходимость дополнительной локализации формируемого поля.

Дата добавления: 2014-01-07