Фазирующие устройства

Функции, выполняемые фазирующими устройствами:

1. Плавное или дискретное изменение фазы колебаний в одном сечении линии передачи относительно фазы колебаний в другом сечении этой же линии, или в одном канале фидерного узла относительного другого.

2. Создание фиксированного или изменяемого фазового сдвига (дифференциального или разностного) для колебаний, распространяющихся в противоположных направлениях.

3. Создание фиксированного или изменяемого дифференциального сдвига фаз колебаний между разными типами волн.

4. Создание фиксированного или изменяемого фазового сдвига для колебаний разных поляризаций.

Все устройства типов 2, 3, 4 называют секциями дифференциального фазового сдвига. Иногда фазирующие устройства используют для автоматического поддержания разности фаз при изменении внешних условий.

Принципы работы фазирующих устройств можно свести к двум основным:

1. Изменение электрической длины отрезка линии передачи, геометрическая длина отрезка линии:

2. Включение в линию передачи сосредоточенной реактивности (в общем случае изменяемой). Для волноводов:

(если волновод частично заполнен диэлектриком, то и в выражении - эффективности проницаемости).

Из выражения видно, что для изменения при неизменном можно менять . Большая часть фазовращателей, реализующих эти изменения относятся к механическим фазовращателям. Но можно изменять эффективные проницаемости и за счет приложения внешних постоянных (или медленно меняющихся) электрических и магнитных полей - такие фазовращатели называют электрическими.

К электрическому способу относят изменения за счет изменения .

Механический фазовращатель «тромбонного типа».

Наибольшее изменение фазы определяется величиной 2l, эти фазовращатели используют также в коаксиальных линиях.

Сжатая волноводная секция.

Щель в центре широкой стенки для волны не нарушает структуру.

-эффективная ширина волновода, она обычно на 20-30% больше (за счет неравномерности уменьшения ширины).

.

У сжатой секции набег фазы меньше, чем у свободной, т.е. при сжатии секция обеспечивает получение опережающего сдвига фазы.

Фазовращатель с диэлектрической пластиной.

Если диэлектрическая пластинка у стенки, она почти не влияет на ЭМВ и фазовый сдвиг невелик, чем ближе она к центру, тем больше фазовый сдвиг за счет - следует учитывать, что меньше, чем .

Фазовращатели электрического типа.

Чаще всего конструируют на основе поперечно и продольно намагниченных ферритов.

При изменении меняется . Но существует и ряд диэлектриков (в основном жидких), у которых под действием электрического поля меняется . В линиях передачи с поверхностной волной можно использовать плазменное покрытие, у которого относительная диэлектрическая проницаемость меняется .

Секции дифференциального фазового сдвига для волн с противоположным направлением распространения.

Обычно используют эффект необратимого фазового сдвига в ферритах (на участках с круговой поляризацией). При расчете можно приближенно считать для волн с разным направлением в формуле для

Дифференциально фазовый сдвиг для волн с перпендикулярной поляризацией обычно осуществляют с перпендикулярной поляризацией с помощью металлических штырей и вставок.

Для волн , когда вектор Е параллелен штырям, первая конструкция обеспечивает сдвиг , вторая, а если Е перпендикулярен штырям, то они почти не влияют на волну. Металлические штыри лучше диэлектрических с точки зрения и потерь, но они сложнее в настройке. Вместо штырей можно использовать вставки.

Когда вставка параллельна вектору Е - она аналогична индуктивности, если вставка перпендикулярна вектору Е, то не влияет на ЭМВ.

Поляризационные устройства

Используют для преобразования волн с линейной поляризацией в эллиптически поляризованные и наоборот.

Поляризационные устройства бывают механические и электрические.

Электрические ПУ строят на основе ферритов, используется эффект Коттона - Муттона

Но можно за счет преобразования волны в волну типа или со сдвигом фаз между и на .

Этот сдвиг можно обеспечить с помощью любого из выше перечисленных устройств.

Дата добавления: 2014-01-06