2.4. МЕТОДЫ СОЕДИНЕНИЯ

2.4.1. Выравнивание волноводов

Неоднородность в соединении между двумя линиями передачи может возникнуть либо вследствие изменения в поперечном сечении! либо вследствие поперечного смещения осей. В общем случае эта особенность может быть представлена эквивалентной схемой, включающей реактивную параллельную проводимость и изменение волнового сопротивления. Такая эквивалентная схема справедлива только для достаточно больших расстояний от неоднородности, где волны высшего порядка затухают до ничтожных величин. Для неотражающего соединения, таким образом, требуется, чтобы размеры соединяющихся линий были совершенно одинаковы и их оси идеально выровнены [49].

Рис. 2.11. Неоднородности в волноводных соединениях: а — изменение по высоте; б - изменение по ширине.

Для коаксиальных линий теоретический анализ [185] и численные результаты [186] показывают, что реактивная проводимость принимает вид эквивалентной параллельной емкости, включенной в точке, где резко изменяется диаметр одного или обоих проводников. Была также получена эквивалентная схема соединения волноводов [35, 46, 53 , 95, 113, 114, 116]. В случае прямоугольного сечения [59, 125, 187] ступенька, показанная на рис. 2.11, а, приводит к трансформатору с коэффициентом трансформации

а параллельная реактивная проводимость определяется выражением

Измененне ширины (рис. 2.11, б) приводит к соотношению

а параллельная реактивная проводимость равна половине проводимости тонкой диафрагмы тех же размеров. Если размеры сочленяющихся волноводов то КСВН для малых рассогласований будет определяться отношением В соединениях волноводов эти неоднородности имеют практическое значение [46, 96, 129, 139]. Хотя их влияние может быть уменьшено согласованием полных сопротивлений [133], обычно следует удостоверяться, что оно мало. Мерой требуемого качества могут являться измерения, выполненные при боковом смещении по одному из внутренних размеров волновода на 2% или при повороте одного волновода на 4°. Эти измерения дали КСВН, равный 1,005 (0,045 дб). Если внутренние размеры сочленяющихся волноводов будут отличаться на 0,5%, то КСВН снова примет то же значение.

Если волноводы сочленены не идеально, то появляется активное сопротивление контакта, которое вызывает в волноводе небольшое отражение, а также небольшое затухание. Потери энергии на излучение могут привести к интерференции с излучением близко расположенных радиоустройств. Токи высокой частоты в прямоугольных волноводах при распространении волны вида текут продольно только по широким стенкам, и поэтому особенно важно сделать хороший контакт в этих точках [242, 253].

Волноводы выравниваются с помощью соединителей, которые в основном состоят из двух фланцев, сочленяющиеся поверхности которых плоские, гладкие и составляют прямой угол с осями волновода. Для удовлетворительной работы требуется также, чтобы фланцы были одинаковы и симметричны и исключали бы возможность неточной ориентации. Соединитель должен быть таким, чтобы любой узел можно было легко удалить из волноводного тракта; следует также предусмотреть средства для герметизации. После того как фланцы соединены, не должно быть незакрепленных частей; предпочтителен соединитель, который можно использовать по желанию либо как простой, либо с контактной прокладкой, либо как дроссельный.