3.5. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПОЛНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

3.5.1. Устройства с короткозамыкателями

При производстве измерений и согласовании трактов [174, 181] часто требуются переменные полные сопротивления. Отрезок длинной линии, оканчивающийся подвижным короткозамыкателем, образует в любой данной плоскости переменную реактивную проводимость, величина которой изменяется от Металлический плунжер (поршень) со скользящей посадкой редко будет удовлетворительным, но там, где его применение неизбежно, размеры всех частей поршня должны быть выполнены очень точно. В области более низких частот весьма эффективным средством снижения контактного сопротивления является применение металлических пальцев. Так как максимальный высокочастотный ток протекает через короткое замыкание, то контакт может быть улучшен, если длину пальцев сделать равной четверти длины волны. Для получения надежного контакта пальцы должны изготавливаться из пружинящего материала.

В диапазоне высоких частот обычно используются подвижные поршни дроссельного типа, в которых короткое замыкание трансформируется через отрезок линии передачи к лицевой поверхности поршня, а механический контакт осуществляется в месте минимума тока [40]. Простой дроссельный поршень такого типа в своей передней части имеет зазор по всей периферии передней части и связан с двумя четвертьволновыми отрезками. Волноводные плунжеры требуют тщательного расчета и изготовления, так как по ним текут поперечные токи. В других плунжерах включаются чередующиеся низкоомные и высокоомные четвертьволновые отрезки, в результате чего низкое сопротивление у опорной стенки трансформируется до еще более низкого действующего значения у лицевой стенки поршня.

В области миллиметровых волн целесообразно устройство, показанное на рис. 3.19; здесь в прямоугольном волноводе работает поршень круглого поперечного сечения. Поршень и окружающие стенки образуют коаксиальную линию, в которой отсутствуют как колебания вида для прямоугольного волновода, так и колебания ТЕМ (последние вообще не возбуждаются). В системе, однако, могут распространяться колебания вида для коаксиальной линии, и поэтому размеры поршня должны быть выбраны так, чтобы эти колебания отражались. Работающий на таком принципе полностью отражающий короткозамыкатель отличается механической простотой. Однако небольшая утечка мощности за поршень неизбежна, поэтому в данном случае для подавления возможных резонансных явлений применяют небольшие гильзы из поглощающего диэлектрика. Дроссельные поршни такого вида способны создавать в широком диапазоне частот КСВН порядка 200.

Реактивная проводимость нужной амплитуды и фазы может быть создана с помощью отрезка короткозамкнутой линии, известного

под названием шлейфа, который помещают в любой точке линии передачи. Иногда из-за простоты конструкции бывает выгодно применить два или три шлейфа фиксированной длины, особенно в коаксиальной линии.

Рис. 3. 19. Подвижной короткозамыкатель с вращающимся плунжером. Частота Сечение волновода Круглый поршень снабжен дросселем для отражения колебаний вида в коаксиальной линии.

Расстояния между шлейфами могут быть различными [129], но обычно предпочитают расстояние, равное нечетному числу восьмых долей длины волны.

Рис. 3.20. Шлейфные волноводные настроечные устройства. Проводимости, которые можно согласовать, показаны заштрихованными областями на круговых диаграммах в предположении, что максимальная нормированная реактивная проводимость равна а — два шлейфа в плоскости Е с расстоянием между ними б - гибридное Т-образиое соединение; одно главное плечо на четверть волиы длиннее другого, поэтому перемена плеч при включении позволяет расширить диапазон согласования.

На рис. 3.20, а показано устройство для настройки, состоящее из двух шлейфов, включенных в плоскости Е прямоугольного волновода. Проводимость шлейфа включена в волновод последовательно и представляется уменьшенной пропорционально коэффициенту,

который зависит от степени связи. Для удобства шлейфы могут иметь круглое сечение. Диапазон возможного согласования расширяется, если используются три шлейфа. Более компактным является двухшлейфное устройство настройки, в котором короткозамыкатели размещены в плечах, подключенных к одному и тому же месту волновода (рис. 3.20, б). Здесь же на круговой диаграмме показан диапазон полных проводимостей, которые можно согласовать с помощью такого трансформатора. Этот диапазон увеличивается, если сделать одно главное плечо на четверть волны длиннее другого, так что могут быть использованы оба метода соединения. Описанные устройства находят применение на частотах вплоть до