Двойной волноводный Т-мост.

Совместное применение свойств вза­имности, недиссипативности и симметрии. Взаимный 8-полюсник (рис. 3.8) представляет своеобразное объдинение двух разветвлений на прямоугольных волноводах с волнами типа Н₁₀, причем одно разветвление выпол­нено в Н-плоскости (вход 1), а другое — в Е-плоскости (вход 2). При изотропном диэлектрическом заполнении устройство имеет одну плоскость симметрии, рассе­кающую входы 1 и 2, и характеризуется матрицами симметрии и рассеяния вида:

, .

При записи матрицы симметрии учтено, что входы 3 и 4 взаимно симметрич­ны, а входы 1 и 2 симметричны сами себе, причем со стороны входа 2 рассматри­ваемый 8-полюсник аналогичен последо­вательному разветвлению линий передачи, что учтено элементом —1 во второй строке матри­цы G.

Вычисляя произведения матриц в правой и левой частях тождества GSºSG и приравни­вая элементы 'произведений, находящихся в по­зициях pq (произведение строки р первого со­множителя на столбец ц второго сомножите­ля), получаем соотношения между элемента­ми матрицы рассеяния двойного Т-разветвле-ния:

(1)

Наиболее важным является первое соотношение (1), из которого вытека­ет S₁₂= 0.

Т.о., из взаимности и зеркальной симметрии двойного Т-разветвления следует, что входы 1 и 2 идеально развязаны на любой частоте. “Чистое” двойное Т-разветвление при его возбуждении со стороны входов 1 и 2 ведет себя подобно несвязанным тройниковым разветвлениям и характеризуется значительным рассогласованием входов. Для согласования входа 1 обычно пре­дусматривается настроечный штырь в плоскости симметрии (рис. 3.8), а для со­гласования входа 2 — индуктивная диафрагма. Вследствие развязки входов 1 и 2 оба настроечных элемента действуют совершенно независимо и подбором их по­ложения и размеров удается идеально согласовать входы 1 и 2 (при замыкании входов 3 и 4 на согласованные нагрузки).

С учетом согласования входов 1 и 2 и условий (1) матрица рассеяния двойного Т-разветвления принимает вид:

, где , .

При отсутствии потерь эта матрица должна быть унитарной, что приводит к равенствам T_t*T=E, T_t*R = 0. Умножая второе соотношение слева на матрицу Т и учитывая первое соотношение, получаем R º 0, т.е. S₃₃=S₃₄=0. Т.о., входы 3 и 4 также получаются развязанными и согласованными. Этот результат имеет достаточно общий характер и может быть сформулирован в виде теоремы: если реактивный восьмиполюсник согласован и одновременно развязан по одной паре входов, то он обязательно согласован и развязан и по другой паре входов, т.е. является направленным ответвителем.

При надлежащем выборе положений плоскостей отсчета фаз матрица рассея­ния согласованного двойного Т-разветвления принимает вид:

, где .

Т.о., имеет место равное деление мощности между любыми пара­ми выходных линий, причем со стороны одного развязанного входа деление мощ­ности синфазное, а со стороны другого — противофазное. Направленные ответвители с равным делением мощности принято называть мостами, поэтому рассмот­ренное устройство часто называют двойным Т-мостом.

Элементы трактов для различных диапазонов волн. Согласованные нагрузки для различных линий передач. Реактивные нагрузки. Изоляторы для коаксиального тракта. Разъемы согласования трактов СВЧ: контактные и дроссельные фланцы. Переходы между линиями передач различных типов: КВП, волноводно-вращающиеся сочленения, коаксиально-полосковые переходы.

К числу наиболее распространенных элементов трактов отно­сятся согласованные нагрузки, предназначенные для поглощения мощности, передаваемой по линии передачи. Согласованные на­грузки применяют также в качестве эквивалентов антенн при на­стройке передающей аппаратуры и в виде меры сопротивления в измерительных устройствах СВЧ.

Основной характеристикой согласованной нагрузки является модуль ее коэффициента отражения |р| (или соответ-щие зна­чения КБВ или КСВ) в заданной полосе частот. Технически возможно создание нагрузок с |р| ≤ 0,01 в относит-ной полосе частот 20 - 30% и более.

Важной харак–кой нагрузки является допустимая погло­щаемая мощность. Существуют нагрузки для низкого уровня мощ­ности (не более 1 Вт) и для высокого уровня мощности.

Коаксиальная нагрузка с объемным поглощающим элементом в виде конуса показана на рис. 1, а. Хорошее качество согласования в этой конструкции достигается при длине поглощаю­щего элемента l ³ l.

Согласованные нагрузки для полосковых линий передачи пред­ставляют собой тонкопленочные полоски из резистивных материа­лов, нанесенные на плату и закороченные с одного конца на экран полосковой линии.

Волноводные согласованные нагрузки (рис. 2) выполняют в виде погло­щающих вставок переменного профиля в отрезке короткозамкнутого волновода. В маломощных нагрузках вставки имеют вид тон­ких диэлектрических пластин, покрытых графитовыми или металл. пленками (рис. 2, а). Объемные поглощающие вставки (рис. 2, б–г) с большой мощностью рассеяния выполняют из композитных материалов на основе порошков графита, карбониль­ного железа или карбида кремния.

Реактивные нагрузки, применяемые в качестве мер при измере­ниях на СВЧ, а также в согласующих и управляющих устройствах, должны обладать стабильным нормированным входным сопротив­лением, номинал которого мо­жет быть строго рассчитан по геометрическим размерам. Наибольшее распространение получили короткозамкнутые от­резки закрытых ЛП, иначе говоря, короткозам­кнутые шлейфы (КЗ). Основным па­раметром реального шлейфа является значение входного КСВ, которое должно быть как можно более высоким. Нерегулируемых шлейфах КСВ может достигать 500. Для регулируемых - ≤100. Возможные конструкции подвижных КЗ показаны на рис.3.