4. ВОЛНОВОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МНОГОВОЛНОВЫХ ТРАКТОВ

4.1. Вводные замечания

В этом параграфе будут рассмотрены возбудители и фильтры волн — важнейшие элементы многоволновых волноводов. Качество фидерных трактов в значительной степени зависит от возбуждения рабочей волны. Не меньшее значение имеют и фильтры, которые должны пропускать почти без потерь рабочую волну и подавлять другие, паразитные, волны. Возбудители и фильтры необходимы и для измерений параметров многоволновых волноводов. Методы и схемы измерения параметров этих волноводов будут приведены в гл. 5. Здесь же будут рассмотрены некоторые основные типы волноводных устройств, которые, как правило, не имеют аналогов в одноволновых волноводах и поэтому мало известны.

По принципу построения возбудители волн в многоволновом волноводе можно условно разделить на несколько типов. Возбудители, в которых одна волна преобразуется в другую путем плавного изменения формы поперечного сечения волновода, называют плавными преобразователями. К ним можно отнести плавные переходы от волновода одного сечения к волноводу другого сечення, т. е. переходы, в которых тип волны сохраняется, а также преобразователи, в которых одна волна превращается в другую вследствие медленного изменения формы сечения волновода. Возбудители, в которых нужная волиа возбуждается через ряд отверстий в общей стенке двух волноводов, один из которых обычно является одно-волновым прямоугольным волноводом, другой — многоволновым, иногда называют дифракционными преобразователями. При построении дифракционных преобразователей используется тот же принцип, что и для направленных ответвителей. По существу, эти преобразователи являются ответвителями с сильной связью, т. е. с полным переходом мощности из одного волновода в другой (см. § 3). В "торцевых возбудителях рабочая волна возбуждается с помощью системы отверстий, штырей и петель в торце волновода. В преобразователях волн, основанных на так называемом «резонансном» переходе одной волны в другую, преобразование осуществляется на периодических нерегулярностях, повторяющихся в волноводе через длину волны биений. Изгиб круглого металлического волновода с постоянным радиусом кривизны может служить хорошим преобразователем волны в волну и обратно. Существуют и другие типы преобразователей. Так, интересный преобразователь волны в волну был предложен в Институте физических проблем АН СССР [1.14]. Эта система изогнутых проволочек, напоминающих паука и названная паучковым преобразователем, почти полностью превращает магнитную волну в электрическую.

Фильтры различных типов волн предназначены для пропускания волны полезного типа и подавления других типов волн. Такие фильтры необходимы как для возбуждения и индикации волн в многоволновом волноводе, так и для устранения паразитных волн, возникающих в линии. По принципу работы фильтры можно разделить на поглощающие и излучающие. Принцип действия фильтров обоих типов рассмотрен в предыдущих параграфах. Здесь приведем некоторые инженерные формулы для их расчета.

Кроме того, будет рассмотрен так называемый квазиоптический излом волновода с плоским зеркалом. Этот излом, или, как его иногда называют, волноводный уголок, стал одним из основных элементов многоволновых измерительных трактов. Он также применяется в многоволноводных линиях для изменения направления волновода.