3.2.5.8Фазовращатели (взаимные).

Эти фазовращатели предназначены для плавного или дискретного измене-ния фазы электромагнитной волны. Различают механические и электрические фа-зовращатели.

В механических фазовращателяхзначение фазы изменяют путем изменения эквивалентной электрической длины отрезка передающей линии, которая зависит от эффективного значения диэлектрической проницаемости пластин (если по-тери в диэлектрике малы, то ), введенных в волновод, либо от геометри-ческой длины линии или критической длины распространяющейся в ней вол-ны (например, путем варьирования размеров сечения волновода).

В электрических фазовращателях электрическую длину линии меняют изменением значений и среды, заполняющей волновод, за счет приложения внешних электрических и магнитных полей к этой среде.Электрические параметры этих пластин меняютсяпутем изменения величины и направления внешних полей. Различают взаимные и невзаимные фазовращатели электрического типа.

Пластинчатый фазоращатель. Конструктивно выполняется также как и аттеню-атор.Пластина выполнена из диэлектрического материала с малыми потерями (например, фторопласт или кварц), которая и обеспечивает фазовый слвиг

Существуют и другие конструкции механических фазовращателей.

Электрические фазовращателиконструируются на основе ферритов , разме-щенных в линии передачи, на которых воздействует внешнее магнитное поле. Эти фазовращатели обеспечивают плавное изменение фазового сдвига.

В технике СВЧ часто имеется необходимость обеспечения дискретного сдвига фа-зы, что достигается с помощью схем с применением p-nи p-i-nдиодов.

3.2.5.9 Проходные резонаторы

Рассмотрим резонатор в виде короткозамкнутого отрезка линии передачи, включенного в линию, в торцевых металлических стенках которого прорезаны одинаковые отверстия (рис. 5.11). Отверстие на входе обеспечивает возбуждение колебаний в резонаторе, а отверстие на выходе – служит для передачи энергии

Рис. 5.11

электромагнитных колебаний в нагрузку. Резонатор такого типа получил название «проходной резонатор», который широко применяется в технике СВЧ.Функцию диафрагм, ограничивающих некий объем линии передачи, могут выпол-нять и другие одинаковые неоднородности без потерь. Например, в прямоуголь-ных резонаторах широко применяются неоднородности, состоящие из нескольких индуктивных штырей (рис.5.12).

Рис5.12

Подбором количества стержней, их диаметра и расстояний между ними можно получить значение коэффициента отражения, соответствующее заданным значе-ниям нагруженной добротности резонатора. В полосковых и коаксиальных линиях передачи роль неоднородности может выполнять зазор (щель) в центральном проводнике (рис.5.13).

Рис. 5.13

Резонаторы бегущей волны. Рассмотренные выше объемные резонаторы пред-ставляют собой отрезки линии передачи того или иного вида, в которых устанав-ливается стоячая волна электромагнитного поля. Существуют резонаторы , в кото-рых явление резонанса имеет место в режиме бегущей волны, например, в виде свернутого в кольцо отрезка линии передачи, рис.5.14. Предположим, что в сечении А- А кольца находится источник электромагнитных колебаний, возбуж-

дающий волну, распространяющуюся по кольцу только в одном направлении.Такое возбуждение резонатора может быть осуществлено с помощью направлен-

Рис. 5.14

ного ответвителя. Если длину кольца выбрать равной целому числу волн в приме-няемой линии, то фаза волны, прошедшей по кольцу в сечение А- А, совпадает с фазой волны, возбуждаемой источником. Поэтому в сечении А- А обе волны скла-дываются , и по кольцу уже распространяется волна большей амплитуды. Таким образом, после каждого оборота амплитуда волны возрастает. Однако одновре-менно с этим неизбежно возрастают потери энергии в кольце, во- первых, из- за наличия тепловых потерь в стенках кольца и,во –вторых, из- за того, что часть энергии из резонатора через отверстие связи передается обратно в питающую ли-нию. В результате наступает момент, когда энергия, вновь поступающая в кольцо, уравновешивается энергией, теряемой в кольце, и дальнейший рост амплитуды прекращается.