4.4. Фильтры волн

В поглощающих фильтрах тонкие пластины из поглощающего материала помещаются в волноводе либо перпендикулярно к электрическим линиям волны, которую требуется пропустить, либо там, где напряженность электрического поля равна нулю. Тогда эта волна не наводит в материале поглотителя токов и, следовательно, не ослабляется. Остальные волны, поле которых не ортогонально поверхности пластин, поглощаются. Для наиболее эффективного поглощения некоторой волны пластину следует располагать так, чтобы конфигурация ее поперечного сечения максимально приближалась к структуре поля поглощаемой волны.

Рис. 1.18. Поглощающий фильтр в круглом волноводе.

Рис. 1.19. Фильтр с четырьмя щелями.

В фильтре, пропускающем волну (рис. 1.18), поглощающие пластины перпендикулярны единственной компоненте волны Такой фильтр подавляет все волны типа и волны Потери волны в одной радиальной пластине равны

где а — поверхностное сопротивление поглощающего материала. Формула (4.7) дает хорошее совпадение с экспериментом при достаточно больших значениях

Рассмотрим теперь фильтры, в которых подавляемая волна излучается из волновода с помощью системы отверстий в стенках волновода. Наилучший результат дают узкие щели, расположенные вдоль поля подавляемой волны (рис. 1.19) [1.18-1.19].

Фильтр с большим числом продольных щелей пропускает все волны типа так как последние не имеют поперечных токов. Фильтр с четырьмя щелями пропускает кроме вол» типа волны показанной на рисунке поляризации, но подавляет волны Этот фильтр, кроме того, вносит заметное затухание в волиу с поляризацией, скрещенной по отношению к поляризации, показанной на рис. 1.19.

Потери для волиы вносимые фильтрами с продольными узкими щелями большой длины ширина щели), могут быть оценены по формуле

где

параметр малости; угловая координата щели.

Другим широко используемым в круглом волноводе фильтром является кольцевой волновод [1.20]. Он представляет собой набор чередующихся металлических и диэлектрических круговых колец с периодом кольцевой структуры, намного меньшим длины волиы. Кольцевой волновод практически без потерь пропускает волны не имеющие продольных токов в стеиках. Остальные волны эффективно излучаются через кольцевые щели. По конструктивным и технологическим причинам обычно вместо кольцевых волноводов используются спиральные волноводы с малым углом наклона витков.

В качестве фильтров могут применяться и дифракционные возбудители. При сильной связи некоторой волиы в круглом волноводе с в прямоугольном волноводе можно почти полиостью вывести из круглого волновода ту или иную волну. Например, фильтр-ответвитель волиы описанный в [1.21], вносил на этой волие потери около при ослаблении волиы менее чем на