2.3.3. Широкополосные и компактные волноводы

Линии передач, от которых требуется сочетание компактных размеров и широкополосной работы в длинноволновом участке диапазона СВЧ, принимают вид коаксиальных линий.

Прямоугольные волноводы могут использоваться с отношением сторон, большим, чем отношение сторон волноводов общего применения, равное Определенных стандартов не существует, но некоторые технические преимущества получаются при сохранении размеров широкой стенки и изменении размера узкой стенки, если отношение сторон выбирается из ряда: Таким образом, относительно легко перейти от волноводов обычной формы к волноводам «плоским».

Рис. 2.10. Волноводы с двумя гребнями (а) и одним (б).

У таких волноводов волновое сопротивление мало, затухание велико, а допустимая передаваемая мощность мала и зависит от отношения сторон. Прямоугольные волноводы общего применения легки и компактны, когда поперечное сечение имеет размеры и меньшие. На частотах, например, ниже полезное уменьшение размеров достигается при заполнении волновода диэлектриком [11]. При той же предельной частоте колебаний размеры поперечного сечения и длина волны в волноводе уменьшаются в раз, допустимая мощность возрастает [52].

Волновод может быть заполнен диэлектриком частично или полностью. В последнем случае волновод, заполненный тефлоном с имея размеры поперечного сечения будет работать в таком же диапазоне частот, что и волновод, заполненный воздухом, с размерами поперечного сечения Если положить тангенс угла потерь равным 0,0005, то коэффициент затухания, обусловленный потерями в диэлектрике, на граничных частотах 8,2 и будет соответственно 0,9 и Пригоден также материал, содержащий высокомолекулярный полистирол с примесью двуокиси титана, который имеет до меньше 0,0005.

Для предотвращения коронирования необходим хороший контакт между материалом и внутренними стенками волновода. Сцепление материала должно противостоять нормальному температурному циклу, что довольно трудно сделать, так как тепловое

расширение на 1 °С для алюминия и тефлона равно соответственно из методов изготовления еолноводов, заполненных диэлектриком, состоит в следующем: диэлектрический материал обрабатывают на станке до желаемой формы и размеров, собирают вместе отдельные части и затем покрывают тонким слоем серебра или меди. Компактность и широко-полосность характеристик достигается с помощью гребневых волноводов. В круглых волноводах с четырьмя гребнями могут распространяться волны с любой плоскостью поляризации, но обычно используются гребневые прямоугольные волноводы. Рабочая полоса частот значительно меньше, чем та, которая определяется отношением предельных частот колебаний вида

Таблица 2.4 (см. скан) Технические данные для Н-образных волноводов (с двумя гребнями) [Все размеры даны в миллиметрах (см. рис. 2.10, а)]

Типичный практический гребневый волновод должен обладать низшей критической частотой на 18% меньше, чем низшая рабочая частота, а предельная частота колебаний вида должна быть на 2% больше высшей рабочей частоты.

На рис. 2.10 показаны волноводы с одним и двумя гребнями и указаны практические размеры, которые должны быть заданы. Оба типа волноводов обладают своими преимуществами, и выбор их зависит от характера применения и механических соображений.

Таблица 2.5 (см. скан) Технические данные П-образных волноводов (с одним гребнем) [Все размеры даны в миллиметрах (см. рис. 2.10, б)]

Для облегчения конструкции узлов широко применяются волноводы с одним гребнем, а волноводы с двумя гребнями предпочитают для длинных линий передачи, так как расстояние между двумя гребнями легче выдержать в нужных допусках. Гребневые волноводы, перекрывающие [9] диапазон частот включают образцы с относительным перекрытием частот описан также специальный волновод для использования в диапазоне [10]. Относительно недавно был стандартизирован [286] ряд волноводов, охватывающий несколько перекрывающихся частотных диапазонов. Волноводы с двумя гребнями приведены в табл. 2.4, с одним гребнем — в табл. 2.5. Приведено также затухание для меди и номинальная мощность с коэффициентом безопасности, равным 4 на Размеры этих волноводов были выбраны такими, чтобы получить оптимальные характеристики и, вместе с тем, облегчить изготовление, получить максимальную допустимую мощность, максимальный зазор и минимальное затухание в заданной полосе частот. Для относительных полос частот, равных соответственно размеры волноводов с двумя гребнями были выбраны так: и 3,706. Соответственно были взяты размеры

волновода с одним гребнем: . Во всех случаях радиус скругления гребня имеет величину другой внутренний радиус в соответствии с размерами волновода имеет величину от до Волноводы имеют то же самое изменение по частоте величин и поэтому позволяют производить моделирование от одного диапазона к другому.