2.4.2. Контактные прокладки и дроссели

Контактное соединение достигается с помощью плоских фланцев, укрепленных на волноводе. Для того чтобы получить хороший КСВН порядка 1,002 (0,018 дб), степень механического выравнивания и точность изготовления фланцев должны быть очень

высокими. Соединитель, менее чувствительный к небольшим непрямолинейностям и дефектам изготовления соединительных фланцев, имеет медно-асбестовую прокладку или контактную прокладку, состоящую из тонкой полоски мягкого алюминия или меди. Экспериментальная прокладка для временных установок покрыта слоем индия толщиной Индий — мягкий материал, который при зажиме образует несварное соединение с хорошим электрическим контактом. В другом типе контактной прокладки используется несколько упругих пальцев, либо скрученных, либо разведенных в противоположных направлениях так, что, когда фланцы соединены, между стенками волноводов образуется электрическое соединение. Эти прокладки не чувствительны к частоте, и образец, показанный на рис. 2.12 (волновод с сечением имеет КСВН меньше всем рабочем диапазоне частот.

Рис. 2.12. Контактная прокладка. В этом примере пальцы согнуты попеременно в противоположных направлениях. Отверстия С служат для механического согласования.

Другим средством создания электрического соединения на соединительных фланцах являются дроссельные системы. Они используются в местах разрыва токонесущих поверхностей, особенно там, где часто бывает разборка, или там, где отдельные части тракта перемещаются относительно друг друга. Большинство дроссельных систем основано на применении короткозамкнутой полуволновой передающей линии; короткое замыкание, будучи трансформированным в плоскость сочленения, поддерживает непрерывность электрического контакта в соединении, несмотря на наличие там механического зазора. Механическое соединение осуществляется в точке, Отстоящей на расстоянии четверти длины волны, там, где ток и несовершенства контакта заметно не сказываются.

На рис. 2.13 показано типичное дроссельное соединение для прямоугольных волноводов; для ясности изображения плоская соединительная поверхность не показана. Одна часть — четвертьволновая

линия с коротким замыканием на конце — Имеет форму коаксиальной линии, размеры ее могут быть вычислены с хорошей точностью. Другая часть представляет собой радиальный волновод [28, 184]; вследствие неоднородности возбуждения на периферии прямоугольного волновода конструкция его находится опытным путем.

Рис. 2. 13. Широкополосные дроссели.

Размеры даны в табл. 2. 6.

Ширина полосы увеличивается, если сделать первую четвертьволновую линию с большим, а вторую (радиальную) часть с малым волновым сопротивлением. Правильно сконструированное дроссельное соединение имеет КСВН в -ной полосе частот меньше чем 1,02 (0,18 дб).

В табл. 2.6 приведены размеры некоторых дроссельных соединений с использованием обозначений рис. 2.13. Небольшой радиус скругления в средней точке дроссельной системы служит для увеличения допустимой мощности, так что допустимая мощность дроссельного соединения не меньше, чем у основного волновода. Этот тип дросселя показан на рис. 2.14, а для волновода с

Рис. 2.14. Различные типы дросселей: а — в форме кольца; б - в форме полукольца; в — в форме сегмента. Волновод поперечного сечения частота 35 Ггц. Все размеры даны в миллиметрах.

поперечным сечением В другой конструкции дросселя, показанной на рис. 2.14, б, используются канавки серповидной формы.

Таблица 2.6 (см. скан) Широкополосные дроссельные конструкции [Все размеры даны в миллиметрах (см. рис. 2.13.)]

Конструкция, показанная на рис. 2.14, в, основана на прямых параллельных щелях; для того чтобы упростить изготовление, щелевая секция делается в форме сегмента. Такие дроссели не находят широкого применения, иногда их используют для специальных целей. Дроссельные системы могут применяться в волноводах с симметричными полями, в таких, как коаксиальный волновод с колебаниями типа ТЕМ и круглые волноводы с колебаниями вида и размеры дросселей в этом случае можно рассчитать более точно. В передающей линии предпочтительней иметь следующие соединители: плоский фланец на генераторе, затем либо дроссельный, либо плоский фланец и на конце линии со стороны нагрузки дроссельный фланец.

Недостатком дроссельных соединений является то, что поперечное смещение волноводов приводит к появлению резонансов, добротность которых может достигать 500. Измерения с помощью зонда и наблюдения дуги при пробое показывают, что кроме основного вида колебаний, показанного на рис. 2.15, а, может возбуждаться вид колебаний второго порядка, показанный на рис. 2.15, б и в, с двумя поляризациями и с четырьмя максимумами электрического поля на периферии.

Например, найдено, что дроссельный соединитель для волновода с поперечным сечением рассчитанный на

полосу частот 5% со средней частотой имеет на частотах более 10, когда после сборки смещение в плоскости Н (см. рис. 2.15, г) достигает соответственно величин

Рис. 2.15. Электрическое поле в волноводе и дросселе: а — возбуждение нормального вида колебаний. Пунктирные круги представляют собой металлические стерженьки, которые применяются иногда для сдвига резонансной частоты; б - возбуждение одного высшего вида колебаний; в — возбуждение ортогонального высшего вида колебаний; г - направления перекоса, перекос в любом направлении вызывает возбуждение колебаний нескольких высших видов.

В неопубликованной работе Дэвиса (D. J. Davies) показано, что дроссель для волновода с поперечным сечением рассчитанный для работы в диапазоне частот от 4,90 до имеет резонансы, подобные показанным на рис. соответственно на частотах 3,52 и Введение металлических вставок, как показано на рис. 2.15, а, уничтожает первый резонанс, а частоту второго сдвигает до Некоторые улучшения могут быть получены при использовании материалов с потерями, помещаемых так, чтобы гасить эти нежелательные виды колебаний, а выравнивание и расположение соединительных фланцев должно быть сделано, насколько возможно, точным.