4.5. Излом на прямой угол с плоским зеркалом

В миоговолиовых волноводах уже созданы многие эффективно работающие устройства: фазовращатели, аттенюаторы, поглощающие согласованные нагрузки, диафрагмы, ответвители. Все эти элементы могут так же хорошо работать в многоволновом режиме, как и в одноволновом, и принципиально не отличаются от привычных волноводных элементов. Существует, однако, устройство, которое действует и имеет удовлетворительные параметры только в многоволновом волноводе, где поперечные размеры намного больше длины волиы. Это излом на угол 90° с плоским зеркалом, иногда называемый уголком (рис. 1.20).

Простые и малогабаритные уголки находят разнообразное применение — для изменения направления волиоводной линии, в измерительных трактах и устройствах типа гибридных мостов, фильтров для разделения частот, широкополосных ответвителей и т. д.

Рис. 1.20. Излом на прямой угол с плоским зеркалом,

Действие плоского зеркала осиоваио на оптическом законе: угол падения равеи углу отражения. Поэтому следует ожидать, что при уменьшении длины волны, точнее при уменьшении отношения длины волны к поперечным размерам волновода, уголок будет работать как идеальное зеркало. Потери, т. е. уменьшение мощности рабочей волны после прохождения уголка, следует почти полиостью относить к возникновению паразитных волн вследствие дифракционных эффектов. Особенно малы потери волны в круглом волноводе. Было установлено (1.22], что потери на преобразование пропорциональны Для волновода с на длине волны они равны Почти все возникающие волны можно отфильтровать спиральными фильтрами, а волну которая не фильтруется, скомпенсировать с помощью небольшой деформации зеркала. Запишем приближенные формулы для потерь мощности рабочей волны в уголках различных волноводов.

Потери мощности волны в прямоугольном волноводе на уголке в плоскости т. е. в плоскости узкой стенки, равны

где

Они пропорциональны, так же как потери мощности волны величине Потери той же волны на изломе в плоскости (плоскость широкой стенки) равны

где

т. е. намного больше, чем в плоскости так как пропорциональны

В круглом волноводе потери симметричных магнитных волн равны

где

гамма-функция.

Потери мощности несимметричных воли на уголке больше, чем потери мощности воли [1.23]. Так, потери мощности воли на изломе уголка равны

где

а потери мощности волн

где

Формулы тем точнее, чем меньше отношение

Нетрудно видеть, что наименьшими оказываются потери у волны Эта волна наиболее квазиоптична. По-видимому, существует принципиальная возможность построить для этой волны и другие квазиоптические устройства с приемлемыми для практики параметрами.