Развязывающие устройства

Типичные развязывающие устройства:

- поглотительные, предельные и вентильные аттенюаторы;

- направленные ответвители;

- циркуляторы.

Перечисленные развязывающие устройства могут быть выполнены в коаксиальном, полосовом и волновом вариантах (мосты тоже могут быть использованы как РУ). Для характеристики развязывающих устройств используют свойства:

1. Переходное затухание (ослабление) .

2. Направленность .

Эти коэффициенты по смыслу - есть коэффициенты мощности. Полагаем:

Плечо 1 - в него поступает энергия.

Плечо 2 и 3 - плечи куда передается ЭМЭ с требуемым ослаблением.

Плечо 4 - куда энергия поступать не должна (плечо развязанное от плеча 1)

Тогда для соответствующих направлений:

- ослабления направлений:

- направленность передачи по отношению к плечу 4:

Для двух плечных взаимных узлов определяют только ослабление:

Аттенюаторы - двуплечие устройства, предназначенные для заданного фиксированного или регулируемого ослабления интенсивности электромагнитных колебаний.

Поглотительного типа - работают по принципу поглощения и рассеяния на тепло части мощности, проходящей ЭМВ.

В качестве поглотителя: сажа, графит, вольфрам и др.

В этих аттенюаторах отражения малы и слабо зависят от f, как и величина ослабления.

Предельного типа - используются линии передачи с поперечными размерами меньше критических для распространяющегося типа волны.

П ример коаксиального аттенюатора.

Участок, где центральная линия обрывается, является круглым волноводом, где с помощью дисков возбуждается волна .

Диаметр волновода выбирают так, чтобы была меньше рабочей длины волны. Чем меньше соотношение , тем больше ослабление. Длина предельного аттенюатора невелика. На эквивалентной схеме А - емкость, которая тем меньше, чем меньше L. Отражение от входа аттенюатора тем больше, чем больше L. Ослабление сильно зависит от частоты, то есть аттенюаторы узкополосные.

С использованием невзаимных свойств ферритов.

В этих аттенюаторах ослабление зависит от направления распространения, т.е. .

Это свойство определяет вентильное действие невзаимных устройств с двумя входами. Вентильные свойства характеризуются направленностью: .

Используют относительно толстые ферритовые пластинки.

Во втором случае поглощающая пластинка находится в максимуме электрического поля.

В первом случае ослабление меньше.

Н аправленные ответвители

Предназначены для направленной передачи ЭМЭ из одной линии передачи в другую, причем направление передачи во 2-й линии зависит от направления в 1-й.

Если из одной линии в другую передается значительная часть мощности, то их можно отнести к классу делителей мощности, а если небольшая - то к классу развязывающих устройств.

Эти устройства могут быть взаимными и не взаимными.

П усть основная передача идет в направлении 1 2. Тогда величина - ослабление в прямом направлении; - ослабление в направлении ответвления.

Направленность направленного ответвителя: .

Основные типы направленных ответвителей:

- коаксиальные и волноводные с одиночными элементами связи, обладающими собственной направленностью (отверстия и петли связи);

- коаксиальные и полосковые двух и много шлейфовые;

- полосковые с использованием полей рассеяния;

- волноводные многодырочные и многостержневые;

- волноводные со щелевой связью.

В конструкциях и принципах действия мостов и ответвителей много общего.

Волноводный многодырочный направленный ответвитель состоит из основного волновода и вспомогательного, соединённых по широкой или узкой стенке, в общей стенке прорезают отверстия, от числа, размеров и расположения которых зависят ослабление и направленность.

Можно отверстия связи рассматривать как линейную антенную решетку.

Если отверстия имеют одинаковые размеры и расположены на равных расстояниях, то решетка линейно фазная.

Э МВ от отверстий распространяются в обе стороны при этом разность фаз за счет разности хода равна 2d / в.

То есть решетка продольного излучения с максимумом излучения, направленным в сторону отстающих по фазе излучателей. Чем больше число отверстий, тем выше направленность

Расстояние d может быть любым, но наилучшие результаты по согласованию и направленности получаются при d = в/4. При этом в плечо 3 энергия поступать не будет.

К развязывающим устройствам относят также циркуляторы.

Рассмотрим ферритовый Y-циркулятор.

Три прямоугольных волновода с волной , соединенных под углом в Н-плоскости. В центре ферритовый стержень или диск, намагниченный вдоль оси. Обычно поверхность феррита покрыта диэлектриком для увеличения эффективности взаимодействия и расширения полосы пропускания (улучшение настройки). Если феррита нет, то волна делится поровну. Если феррит есть, то в каждом плече получается суперпозиция волн, обегающих его против и по часовой стрелке. Для этих волн набег фазы различен и можно добиться того, чтобы в одном плече волна отсутствовала.