Механічні фазообертачі

Механічні фазообертачі на СВЧ являють собою відрізки, хвилеводної, коаксиальной або інших типів ліній, у яких для управління фазовим зрушенням φ використовується зміна геометричної довжини l або коефіцієнта фази β відповідно до рівняння:

1. Фазообертач з розсувною лінією використовує зміну геометричної довжини фазообертача шляхом переміщення рухомої частини лінії щодо нерухомої (рис. 6.4, а).

До числа недоліків цього типу відносяться труднощі конструктивного виготовлення і виникнення відбитої хвилі в місцях ковзних контактів. Перевагою є можливість розрахунку фазового зсуву, завдяки чому відпадає необхідність в попередньому градуюванні.

Конструктивно більш зручні для виготовлення фазообертачі у вигляді тромбонів, у яких вхідний і вихідний роз'єми нерухомі, а зміна довжини лінії рівне подвоєному переміщенню U-образного коліна (рис. 6.4, б).

2. Фазообертач з зажимною лінією застосовується в хвилеводних трактах. На рис. 6.5 показана конструкція фазообертача, основною частиною якого служить відрізок хвилеводу з щілинами, прорізаними вздовж осі й симетрії обох широких стінок.

Рис. 6.4. Фазообертач з розсувною лінією:

а) з прямою лінією. б) з U-образним коліном.

Рис. 6.5. Фазообертач з зажимною лінією.

Рис. 6.6. Діелектричний хвилеводний фазообертач.

Рис. 6.7. Поляризаційний фазообертач.

При стисканні і розтіканні хвилеводу за допомогою спеціального механізму змінюється розмір а широкої стінки хвилеводу і, отже, довжина хвилі у хвилеводі:

Стиснення хвилеводу призводить до зростання величини Ʌ і зменшенню фазового зсуву на одиницю довжини. Хвилевід стискається мікрометричним гвинтом. Зміна розміру а відраховується за шкалою і ноніусу мікрометричною головки гвинта. Наявність щілин в стінках хвилеводу і труднощі розрахунку градуировочной кривої обмежують область застосування фазообертача з зжимною лінією.

3. Діелектричний фазообертач в хвилеводних лініях по своїй конструкції схожий з поглинаючим атенюатором (рис. 6.6) і відрізняється від останнього лише відсутністю поглинаючого шару на переміщуваній всередині хвилеводу діелектричної пластинці.

В коаксіальних лініях діелектричний фазообертач має ножову конструкцію, подібну атенюатору з тією ж відмінністю - відсутністю поглинаючого шару на діелектричній пластинці.

4. Поляризаційний фазообертач складається з трьох хвилеводних секцій (рис. 6.7). Перша секція перетворює лінійно поляризоване поле хвилі типу Н₁₀ в прямокутному хвилеводі в хвилю типу Н₁₁ в круглому хвилеводі з обертаючою поляризацією поля. Це досягається введенням в перехідну секцію діелектричної пластини так, щоб фазовий зсув між ортогональними складовими електричного поля на виході секції дорівнював 90°. Середня секція фазовращателя - це циліндричний хвилевід, всередині якого знаходиться діелектрична пластина, яка може обертатися щодо головної осі хвилеводу. Фазовий зсув, що вноситься діелектричної пластиною, дорівнює 180°.

Третя секція конструктивно подібна до першої і служить для зворотнього перетворення хвилі з круговою поляризацією в хвилю типу Н₁₀ з лінійною поляризацією. Поглинаючі пластини, знаходяться в першій і третій секціях, служать для поглинання додаткових складових поля. Управління фазовим зрушенням здійснюється шляхом повороту діелектричної пластини в циліндричному хвилеводі. При обертанні цієї пластини на кут θ вектор напруженості поля отримує фазовий зсув, рівний 2θ. Звідси випливає, що поляризаційний фазообертач не потребує спеціального градуювання [24].

Рис. 6.8. Механічний хвилеводний комутатор.