Коаксиальные и полосковые направленные ответвители

В коаксиальных и полосковых направленных ответвителях используются элементы связи с распределенными параметрами. Они представляют собой устройства, в которых вблизи первичной линии 7 на некотором участке l (рис. 7) располагается вторичная линия 6. Между первичной и вторичной линиями ввиду их близкого распо­ложения возникает электромагнитная связь. На рис. 7а представлен коаксиальный направленный ответвитель, а на рис. 7б – полосковый. Их конструкция и принцип действия аналогичны. В развязанном плече вторичной линии обычно устанавливается оконечная поглотительная нагрузка 5.

Рис. 7

Коаксиальные и полосковые направленные ответвители обладают большой широкополосностью, что является их достоинством. Например, полосковые направленные ответвители имеют полосу от 1 до 18 ГГц при направленности в этой полосе 20 дБ.

Волноводные однодырочные направленные ответвители

Волноводный однодырочный направленный ответвитель представ­ляет собой два прямоугольных волновода, имеющих на некотором участке общую стенку с одним элементом связи в виде круглого от­верстия или крестообразной щели.

Отверстие связи может размещать­ся на оси симметрии (позиция 6 на рис. 8 а) или смещено по одной из диагоналей общей части широких стенок волноводов (позиции 7 и 8 на рис. 8а).

Оси волноводов развернуты под углом γ, который в некоторых направленных ответвителях может быть равным 90⁰. При γ = 90⁰ отвер­стия связи чаще всего сме­щаются на некоторое расстояние от оси симметрии (позиции 7, 8 на рис. 8а).

Рассматривая электрические и магнитные силовые линии полей (Е и Н на рис. 8б), можно убедиться, что отверстие является эле­ментом электрической и магнитной связи между волноводами.

Рис. 8

Если отверстие связи смещено по диагонали от оси симметрии в место с меньшей напряженностью электрического поля в первичном волноводе (позиция 7 или 8 на рис. 8а), то связь преимущественно становится магнитной. При этом возбуждение осуществляется как по­перечными, так и продольными составляющими магнитного поля.

Если отверстие размещается на оси симметрии, то присутствует сильная электрическая связь (из-за максимума амплитуды электри­ческой составляющей поля посредине волновода), а также – магнитная связь за счет поперечной составляющей магнитного поля. При этом величина магнитной связи зависит от угла γ, увеличение которого от 0⁰ до 90⁰ уменьшает магнитную связь до нуля. Действительно, поперечная составляющая магнитного поля первичного волновода (ве­ктор Н_┴(1) на рис. 8а) имеет поперечную проекцию во вторичном волноводе Н_┴(2) = Н_┴(1) cos γ.

Электромагнитные волны, возбуждаемые во вторичном волноводе за счет электрической и магнитной связи, в одном из его плеч складываются синфазно, а в другом – противофазно. Поэтому ответ­вление электромагнитных волн во вторичный волновод направлено.

Изменяя размер отверстия связи, величину его смещения отно­сительно оси симметрии, а также угол между осями волноводов γ, можно добиться получения нужных величин переходного ослабления, развязки, направленности.