2.6. Направленные ответвители на связанных линиях с волной типа т Принцип действия

Простейшим ответвителем на связанных линиях является коаксиальный направленный ответвитель с малой петлей связи.Он по­казан на рис.2.25. Внутри коаксиальной линии (входы 1, 2 ) прохо­дит петля, которая является внутренним проводником вторичной ко-

аксиальной линии (входы 3 , 4 ).

Так как петля находится в поле первичной линии, - во вторичной линии возбуждается поле.

Имеется два механизма возбужде­ния вторичной линии: возбуждение элек­трическим полем, возбуждение магнит­ным полем. В обоих случаях во вторичной линии передачи возбуждаются волны, расходящиеся от области связи.

Пусть в первичной линии распространяется волна типа Т в направлении от входа 1 к входу 2 , причем в рассматриваемый мо­мент времени пучность поля находится в области связи.

Структура электрического поля в линиях при возбуждении элек­трическим полем показана на рис.2.26,а. Эквивалентная схема - на рис.2.26, б . Волны, расходящиеся во вторичной линии от области связи, синфазны.

Магнитное поле первичной линии возбуждает в проводнике вто­ричной линии ток I₂ , который течет в направлении,противоположном направлению тока в проводнике основной линии. Эквивалентная схема возбуждения показана на рис.2.26, г . Ток I₂ в проводнике левой части вторичной линии направлен от области связи, а в проводнике правой части - к области связи, значит, в частях вторичной линии возбуждаются противофазные волны.

Структура поля показана на рис.2.26,в .

При возбуждении ответвителя бегущей волной работают оба ме­ханизма возбуждения вторичной линии. Поля Е и Н бегущей волны синфазны. Если волна в основной линии бежит слева (подана на вход 1 ), поля, возбуждаемые во вторичной линии электрическим и магнитным полями, складываются синфазно в левой части вторичной линии (вход 2 ) и вычитаются в правой части (вход 4 ). При соот­ветствующем подборе размеров петли оказывается, что результирую­щее поле во вторичной линии передачи является волной, бегущей в сторону выхода 2 , на выход 4 сигнал не поступает, следовательно, устройство является направленным ответвителем.

Рассмотрим теперь направленный ответвитель (рис.2.27) с достаточно протяженной областью связи (длиной ). Разобьем эту область на n одинаковых коротких участков . Каждый та­кой участок обладает свойствами рас­смотренного выше направленного ответ­вителя.

При подаче сигнала на вход 1

все эти участки ответвляют во вторичную линию сигналы одинаковой амплитуды в направлении плеча 2 . На выходе 2 эти сигналы скла­дываются с набегами фаз , где - расстояние от вхо­дов 1 и 2 до -го участка, и напряжение сигнала на выходе 2 равно

Напряжения могут быть показаны в виде векторов на плоскости комплексных напряжений, причем вектор ра­вен сумме векторов.

Примеры такого суммирования показаны на рис.2.28 для разных

длин области связи. При сравнении результатов видно,

что увеличение длины области связи от нуля до четверти длины волны напряжение монотонно увеличивается. При дальнейшем увеличении длины до половины длины волны суммарное напряжение мо­нотонно уменьшается до нуля. Увеличение длины от половины до трех четвертей длины волны приводит к монотонному увеличению напряже­ния и т.д.