Зондовые квп
Рис. 62. Зондовый КВП
В таком КВП согласование входов обеспечивается не только изменением длины зонда , но и подбором расстояния и х, определяющим положение зонда. Для расширения рабочей полосы частот желательно увеличивать диаметр зонда d. При тщательном выполнении, зондовый КВП обеспечивает рабочую полосу частот порядка 15-20% относительно расчетной при КСВ не хуже 1,1.
Недостатком такой конструкции является снижение электрической прочности из-за концентрации силовых линий электрического поля на конце зонда. Кроме того, в результате воздействия вибрационных нагрузок, вибратор может приводить к паразитной амплитудной модуляции.
В определенной степени указанные недостатки преодолеваются в ниже приведенной конструкции.
Квп с последовательным шлейфом
Рис. 63. КВП с последовательным шлейфом
Однако, в данной конструкции даже при самом тщательном подборе расстояния l и lш рабочая относительная полоса частот составляет порядка 7%.
Квп с поперечным стержнем
В данной конструкции для устранения вибрации и концентрации силовых линий электрического поля на конце стержня, внутренний проводник коаксиальной жилы устанавливают на металлический изолятор (рис. 64).
Рис. 64. КВП с поперечным стержнем: 1 – несимметричный вибратор (зонд); 2 – металлические изоляторы, совмещенные с фильтром типа волн
Отрезки АВ и ВС фактически являются металлическими изоляторами, поскольку в точках А и С осуществляется короткое замыкание и образуются короткозамкнутые линии АВ=ВС длинной <= 0,35λ. Указанное значение длины отрезков АВ и ВС близко к 0,25λ. Входное сопротивление такой линии чисто реактивно и поэтому АВС энергии не потребляет. Если уменьшить длину отрезка АВ и ВС до 0,25λ, то входное сопротивление Zвх в точке С будет равно бесконечности (рис. 37), т.е. образуется металлический изолятор. Кроме того, АВС является фильтром для волны Н01, т.к. для нее электрическое поле распределено между узкими стенками волновода, которые оказываются замкнутые проводником АС. В результате энергия электрического поля волны Н01 выделяется в проводнике АС (рис. 64) и в направлении Z (рис. 61) не распространяется.
Для улучшения согласования и увеличения электрической прочности, КВП с поперечным стержнем дополняют согласующей индуктивной диафрагмой (рис. 65).
Рис. 65. КВП с поперечным стержнем и индуктивной диафрагмой: 1 – поперечный стержень; 2 – индуктивная диафрагма
В рассмотренной конструкции КВП рабочая относительная полоса частот составляет порядка 15%.
Квп «пуговичного» типа
Конструкция такого типа КВП приведена на рис. 66.
Рис. 66. КВП «пуговичного» типа: 1 – индуктивная диафрагма
Такая конструкция обеспечивает максимальную широкополосность (порядка 20%) при КСВ не хуже 1,1. Однако, такие КВП требуют тщательного экспериментального подбора формы проводника и дополнительные настройки качества согласования с помощью индуктивной диафрагмы.
Лекция от 22,05,2013 Соосные квп
В качестве переходов от коаксиальной линии к прямоугольному волноводу возбуждение волны и согласование волновых сопротивлений 50 Ом коаксиальной линии и 500 Ом прямоугольного волновода применяют волноводы П-образного сечения или П-волноводы. П-волновод представляет собой видоизменённую конструкцию прямоугольного волновода с одним продольным выступом или гребнем. Поперечное сечение П-волновода и картина силовых линий электрического поля в нем приведена на Рис.67
Рис. 67. Поперечное сечение П-волновода и картина силовых линий электрического поля в нем
Из
рисунка видно, что силовые линии
электрического поля в основном
концентрируются между гребнем и стенкой
волновода. Аналогичная картина наблюдается
и для силовых линий магнитного поля. По
сравнению с прямоугольными волноводами
П-волноводы имеют более низкую критическую
частоту, т.е. более широкую полосу частот,
а так же более низкое волновое сопротивление
при одинаковых внешних размерах. Для
П-волноводов волновое сопротивление
определяется
(69)
В П-волноводах расстояние между стенкой
волновода и гребнем меньше чем расстояние
между стенками в прямоугольном волноводе.
Вследствие этого емкость между гребнем
и стенкой волновода возрастает, а
в соответствии с формулой 69 уменьшается.
За счет выбора размеров гребня s
и h
можно уменьшить значение
до 50 Ом, т.е. согласование с коаксиальной
линией. Последующее уменьшение высоты
гребня h
до 0 приведет к увеличению
до величины 500 Ом, т.е. согласование с
прямоугольным волноводом. Таким образом,
уменьшая высоту гребня h
можно построить КВП Рис.68.
Рис. 68. Схема КВП на основе П-волновода: 1 – внутренний проводник коаксиальной линии; 2 – гребень с уменьшающейся высотой h; 3 – отрезок П-волновода с фланцем
В таком КВП за счет изменения высоты гребня КСВ может составлять от 1,05 до 1,07. Основным недостатком таких КВП является значительно большие размеры по сравнению с ортогональными.