Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Семенов Н.А. Техническая электродинамика учеб. пособие для электротехн. ин-тов связи

.pdf
Скачиваний:
302
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
23.29 Mб
Скачать

замкнутая половина имеет в сечении F бесконечное входное сопро­

тивление)

и

затем

разделяется в противофазе между

плечами

2

и 3. Полукоаксиальные линии между

В и С замкнуты

в сечении F

и имеют

бесконечное сопротивление в сечении 23.

 

 

 

Симметрирующее устройство может служить одновременно чет­

вертьволновым трансформатором

сопротивлений,

так что Z\

и

Z2 = Zz выбираются

произвольно. Для

этого, согласно

ф-ле (14.34),

необходимо,

чтобы

Z 4 = YZ\

( Z 2 + Z 3 ) . Заметим, что

Z 4

— характе­

ристическое

сопротивление

полукоаксиальной линии,

поэтому оно

в два раза больше, чем у полной коаксиальной линии с теми же размерами проводников [ф-ла (10.18)], так как ее распределенная емкость в два раза меньше. Щелевые симметрирующие устройства используются в фидерных трактах передающих телевизионных и укв станций.

15.2.Четырехплечие соединения. Направленные ответвители

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Рассмотрим произвольный четырехплечий узел (рис. 15.5). Пусть /—2 его основной тракт, а 34 вторичный.

Согласованный узел, ответвляющий заданную часть мощности волны, проходящей по основному тракту, называется направлен-

4 '

Рис. 15.5

 

 

 

 

 

 

ным

ответвителем, если

в зависимости

от

направления

передачи

по основному

тракту

(из

1-го во 2-й или наоборот) волна

проходит

лишь

в одно

из плеч

вторичного тракта

(3

или 4). Идея устрой­

ства направленного ответвителя впервые была высказана в 1940 г. советскими учеными А. А. Пистолькорсом и М. С. Нейманом.

В зависимости от величины связи вторичного тракта с основ­ ным различают:

направленные ответвители со слабой связью, ответвляющие незначительную долю мощности; такие ответвители широко при­ меняются в измерительной технике;

мосты, ответвляющие точно половину мощности, т. е. деля­ щие поступающий сигнал пополам;

направленные ответвители с полной связью, передающие всю мощность в одно из плеч вторичного тракта.

Рассмотрим матрицу рассеяния четырехплечего взаимного уз­ ла без потерь, симметричного относительно плоскостей А и В (рис. 15.5а). Предполагается полная конструктивная симметрия, вклю­ чающая устройства связи между волноводами. Очевидно, что мат­ рица такого устройства симметрична относительно четырех плеч узла, она не меняется при изменении нумерации плеч, симметрич­ ной относительно А и В. Поэтому она состоит лишь из четырех

неодинаковых

элементов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г Б Д

Л

 

 

 

 

 

 

 

 

[S] =

Б Г Л

Д

 

 

 

(15.5)

 

 

 

 

Д Л Г Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л Д Б Г

 

 

 

 

Т е о р е м а .

Если симметричный

четырехплечий узел

согласо­

ван, т. е. отсутствуют отраженные волны

(Г — Shh — O), то он пред­

ставляет собой направленный ответвитель [2].

 

 

 

Используя

свойства

унитарности

матрицы

[S],

напишем четыре

элемента произведения

[S](S]*

при

Г = 0:

| £ | 2

+ І Д \ 2 +

I Л | 2 = 1;

ДЛ* + ЛД*

= ДЛ*

+ (ДЛ*)*

 

= 2Яе(ДЛ*)

=

0;

БЛ*

+ ЛБ* =

= 2Яе(БЛ*)

= 0;

БД*

+ ДБ*

 

= 2Яе(БД*)

= 0;

Яе(ДЛ*)

может

равняться нулю в двух случаях: либо элементы Д и Л взаимно пер­ пендикулярны на комплексной плоскости, либо один из них равен нулю. Аналогичными свойствами обладают пары Б и Л, Б и Д. Поскольку три элемента Б, Д и Л не могут быть взаимно перпен­ дикулярны на комплексной плоскости, хотя бы один из них должен

быть равен нулю. Однако равенство

нулю

любого

из этих

элемен­

тов означает,

что узел

представляет

собой

направленный

ответви­

тель. Теорема

доказана.

 

 

 

 

 

 

 

Итак,

кроме

Г = 0,

еще один

принципе любой) элемент ра­

вен нулю. Если считать, что /—2 основной тракт, то БфО.

Пред­

положим,

что

«/7 = 0 и

сигнал

из

первого плеча

ответвляется в

третье

(ДфО).

Тогда

| £ | 2

+ | Д | 2 = 1;

Arg Б—Arg

Д=

± л / 2 .

Этому соответствуют следующие соотношения для идеального на­

правленного

ответвителя:

Г = Л = 0; £ = ± i c o s _ i p ; Д— ±sm^. В ча­

стности, для

моста ар =45°

cos ар = s i n = 1 / V 2.

 

Каноническая

матрица

идеального

направленного

ответвителя

симметричной

 

конструкции

содержит

два разнородных

ненулевых

элемента,

отличающиеся

по фазе

на 90°; сумма квадратов

их моду­

лей

равна

 

1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

ДЛ'

 

О

+

і cos гр

 

sinty

 

О

 

[S]

=

БГЛД

+

і cosij)

 

0

 

О

+

sini|)

(15.6)

ДЛ

Г Б

+

sin ф

 

О

 

О

+

і cos ф

 

 

 

 

 

 

 

__Л

ДБГ_

 

0

+sini|)

+

і cos ф

 

О

 

 

Аналогичный

результат получается

в

предположении,

что ин-

дикация волны, бегущей в направлении 12, осуществляется в

плече 4. Тогда Д=Г

= 0; £ = ± i c o s i | ? ; Л = ±sm\p, этими

свойства­

ми обладает противонаправленный

ответвитель.

 

 

О с н о в н ы е п а р а м е т р ы н а п р а в л е н н о г о

о т в е т в и ­

т е л я — переходное

ослабление

С и направленность

D.

Обычно

они измеряются в децибелах.

 

 

 

Переходное ослабление равно отношению мощностей: поступа­

ющей в ответвитель

и ответвленной; с учетом матрицы

(15.5)

10 lg РпаД

20 lg

• 20 lg |Д| — 2 0 1 g s i n ^ ,

дБ (15.7)

Например, для

моста Ротв = 0,5 Рпад | Д | = 0,707;

переходное

ослабление С = 3 дБ.

. Реальный ответвитель не может быть полностью согласован в полосе частот. Он имеет малый, но не равный нулю коэффициент отражения ГфО. Выходящие волны в плечах узла взаимозависи­ мы [см., например, ф-лы (13.22)] и можно при весьма общих пред­ положениях доказать, что в (15.6) Г —Л [2].

Наряду с отражением, часть мощности ответвляется в нежела­ тельном направлении, что несколько нарушает функции устрой­ ства.

Направленность равна отношению ответвляемых мощностей: в

заданное плечо и в противоположное ему плечо вторичного

тракта

(рис. 15.5), т. е.

 

 

 

 

 

 

 

£> = 101g Р,отв. пр =

201g

=

201g д

дБ.

(15.8)

 

отв.обр

и:

 

л

 

 

Между входным согласованием и направленностью существует

простая

связь, так как Г=Л;

идеальные

направленность и

согла­

сование

достигаются

только

одновременно,

на одних

и тех

часто­

тах. Элементы Г и Л

обычно весьма

малы, поэтому

соотношения

(15.6) между Б и Д выполняются приближенно и в неидеальных ответвителях.

ДВОЙНОЙ ТРОЙНИКОВЫЙ МОСЇ

Соединение в одном месте сразу четырех волноводных плеч явля­ ется специфичной конструкцией, которая может служить только мостом.

Д в о й н о й

т р о й н и к

(рис. 15.6а)

конструктивно

объединяет

Е и Я-тройники; плоскость

симметрии

(ПС)

проходит

через

оси Е

и Я-плеч

(1

и 4). Боковые

плечи 2 и 3

расположены

симметрично.

Волна

из

плеча /, как и в £-тройнике, поступает в плечи 2

и 3

в противофазе

(рис. 15.26), т. е. электрическое

поле в прямом

вол­

новоде 2—3

антисимметрично относительно

ПС. Оно

не

может

 

 

 

плечо

возбудить волны в плече 4, у ко­

 

 

 

торой

поле

Е

должно

быть

сим­

Диаррагма

 

 

 

метрично относительно

ПС.

Сле­

 

 

 

довательно, плечи 1 и 4

взаимно

Штырь

 

 

 

развязаны:

5 i 4 = 5 4 i =

0.

и 4.

 

 

 

 

Согласуем

плечи

/

Для

 

 

 

 

 

 

 

 

этого в плечо 1 поместим диаф­

 

 

 

 

рагму,

компенсирующую отраже­

 

 

 

 

ние от места стыка; в результате

 

 

 

 

получим 5 ц = 0. Для

согласования

 

 

 

 

плеча 4 служит штырь, также со­

 

 

 

 

здающий компенсирующую

волну

 

 

 

 

нужной амплитуды и

фазы,

что-

Рис. 15.6

бы S 4 4 =0 . Оба согласующих элемента действуют независимо, так

как штырь перпендикулярен полю волны, распространяющейся

из

плеча

1; а волна из плеча 4 не попадает

в плечо / / г д е установлена

диафрагма. Из геометрии соединения и

по аналогии с ф-лами

(15.2)

и (15.4) очевидно, что S3 i = — S 2 t = Б и 5, 24=5з4=Д- Учтем

симметрию матрицы, определяемую взаимностью узла:

 

 

 

 

О

—Б

Б

О"

 

 

IS) =

—Б

Г

Л

Д

 

 

 

Б

Л

Г

Д

 

 

 

 

 

 

 

^

о

д

д

о.

 

Из

унитарности матрицы

следует,

что 2 | Б [ 2 = 1 и 2 | Д | 2 = 1 ,

т . е .

Б = Д = ЦУ2.

Далее,

для

второй

строки

j £ | 2

+ | Г | 2

+ | Л | 2

+ | Д | 2

=

1 или

пос­

ле подстановки

 

известных значений

Б

и

Д

 

 

\Г\2+\Л\2

= 0,

т. е.

Г = Л = 0.

Достаточно

согласовать

плечи

 

1

и 4

двойного

тройника,

чтобы

обеспечить

согласование

 

плеч

2

и

3

= 0 )

и

их

 

взаимную

развязку

(Л = 0).

В окончательном

виде для согласованного двой­

ного

тройника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" 0 — 1

 

 

1

 

0"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[5]

 

— 1

 

0

 

0

 

1

 

 

 

 

 

(15.9)

 

 

 

 

V2

 

1

 

0

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заметим, что ненулевые элементы в (15.9) слева и сверху от

неосновной диагонали

соответствуют

элементам

£-тройника,

а

 

 

 

 

 

снизу и справа — элементам

Я-трой-

 

 

 

 

 

ника

(с заменой

номеров

плеч

1 на

4).

 

 

 

 

 

Отличие матрицы (15.9) от канониче­

Г3

 

 

 

 

ской

(15.6)

объясняется

тем, что

пле­

~7

 

Здтп

чи

/

и 4

расположены

несимметрично.

 

 

 

 

 

 

Однако это меняет только фазы неко­

 

 

 

 

 

 

и;

 

 

 

торых элементов

матрицы.

модифика­

 

 

 

 

 

 

 

На

рис.

15.66

показана

 

 

 

 

 

ция

двойного

тройника

с

плечами

2

 

 

 

 

 

и 3,

сложенными

вилкой

в

плоскости

 

 

 

 

 

Я. Узел с теми же характеристиками,

Рис. 15.7

 

 

 

показанный на рис. 15.бе, выполнен из

 

 

 

трех

коаксиальных

линий

и

прямо­

 

 

 

 

 

угольного волновода; из его геометрий

очевидно,

что волн а

из 4 делится

 

между (плечами 2 и 3

синфаз-

но, а из плеча

/ — противофазно;

плечи

/

и 4 взаимно

развязаны.

Д в о й н о й

 

т р о й н и к

в к а ч е с т в е

 

с х е м ы

с р а в н е ­

н и я .

На

рис. 15.7 показано

устройство

для измерения

полных со­

противлений двух нагрузок. Генератор включен в плечо 4. Соглас­

но (15.9) волны попадают в плечи 2

и 3: £7<Г=і(7;Г= ( 1 / У 2) Ut .

Вторичные волны,

отраженные от эталонной и измеряемой

нагру­

зок

Оъь^ГъЩ;-

<7з^т х І7з" , распределяются

между

плечами

/

и

4:

= (1/ У 2) {—0L

+ 1&т ) =

(1/2) ( Г х - Г э

) Ut;

 

UZ*

=

=

(1/1/2) (Utn+Utn)

= (1/2)

(rx+ra)0t-

Итак,

сигнал в

детекторе,

находящемся в плече ), пропорционален разности

х—Гэ),

т. е.

отраженные от нагрузок сигналы сравниваются по амплитуде и

фазе. При Zx—Za

равны также Гх и Г э ; волна в плечо / не посту­

пает.

 

 

Таким же образом можно сравнивать по фазе и амплитуде сиг­

налы

0t и Ut,

выработанные в других узлах тракта. В этом слу­

чае в

плечо 4

устанавливается поглощающая нагрузка. Заметим,

что в тех же целях может быть использован мост любой другой конструкции.

Рис. 15.8

ОТВЕТВИТЕЛИ С ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫМИ СЕКЦИЯМИ

К о а к с и а л ь н ы й к о л ь ц е в о й м о с т . Кольцевые мосты (гиб­ ридное кольцо) строятся на волноводах и коаксиальных линиях; они состоят из четырех тройниковых разветвлений, соединенных секциями волновода или линии длиной, кратной Л/4. Мосты используют трансформирующие свойства четвертьволновых линий и поэтому чувствительны к изме­ нению частоты.

Кольцевой мост длиной 1,5А, выполненный на секциях коакси­ альных линий, показан на рис. 15.8. Он имеет одну плоскость симметрии А, как и двойной трой­ ник. Прохождению волной каж­ дой четвертьволновой секции со­ ответствует уменьшение ее фазы на 90°. С учетом этого по анало­ гии с (15.9) запишем следующую

матрицу для кольцевого моста при плоскостях отсчета в точках ветвления:

 

 

0

-1

1

 

IS]

 

- 1

о

о

(15.10)

V2

1

о

о

 

 

 

 

о

1

1

 

Докажем справедливость матрицы (15.10). При параллельном соединении линий удобнее оперировать с их характеристическими проводимостями: Ус — дл я всех плеч, Ус к — для кольца. Пусть вол­ на входит в плечо 1. Плечи 4 и / предполагаются развязанными. Режим в узле не изменится, если замкнуть накоротко плечо 4, что приведет к нулевой проводимости в точках 2 и 5 на входе секций

2—4 и 3^4.

Отрезки /—2 и /—3 нагружены на концах проводи­

мостями Ус. Входная

проводимость четвертьволновой секции 13

со

стороны

плеча

1

Уі3 ) = У;ік

1^с- Так же преобразует проводимо­

сти

секция

длиной

ЗХ/4: У( ,2 )

= У^к с . Плечо 1 считается согласо­

ванным при условии, что суммарная проводимость в точке ветвле­

ния равна характеристической проводимости плеча:

У\ — У(2)-\-

+ У<1 3 >=2У<2>/ус = ус . Отсюда YCK=YJ У 2. Напряжения

в точках 2

и 3 находятся в противофазе, так как длина пути 1—2 на к/2 боль­ ше, чем пути /—3. В этом случае очевидно, что в середине полу­ волновой секции 23 (в сечении 4) находится узел напряжения

независимо от того, замкнута

она или нет. В любом случае волна

в плечо 4 не попадает, U~=0

и 5 4 і = 5 н = 0, т. е. первоначальное

предположение оказалось верным. Аналогично доказывается

спра­

ведливость

остальных элементов матрицы (15.10).

 

В о л н о

в о д н ы й

к о л ь ц е в о й

м о с т (рис. 15.9а)

реали­

зуется на тройниках в плоскости Е, которые при соответствующей настройке эквивалентны последовательному соединению двухпро­ водных линий [ф-ла (15.3)]. В этом случае соотношение, аналогич­ ное полученному для коаксиального кольцевого моста, справедли­ во для характеристического сопротивления кольца Z C K = Z c / j / ^ 2 . Тогда, согласно ф-ле (13.8), при равных а и Л в кольце и плечах, высота волновода кольца ЬК=Ь/У2.

Матрица (15.10) справедлива только для расчетной частоты /0 . На других частотах фазовые соотношения на отрезках кольца, осо-

бенно в секции длиной ЗЛ/4, нару­ шаются. Согласование, развязка плеч, деление мощности ухудшают­ ся при удалении / от /0 . Полоса ча­ стот, в которой параметры кольце­

вого моста

удовлетворительны,

не

превышает

± 1 0 % от

расчетной.

 

В симметричных двухпроводных линиях изменение фазы

на

180° достигается простым перекрещиванием

проводников (скруткой

на 180°). Кольцевой мост на симметричных линиях

(рис. 15.96)

имеет укороченную до Х/4 перекрещенную секцию /—2; благодаря этому он удовлетворительно работает в двухкратном диапазоне частот.

Кольцевой мост используется для сложения равных мощностей двух передатчиков при условии, что их выходные напряжения рав­ ны и синфазны (рис. 15.9в). Если передатчики включены в пле­

чи 1 и 4

Ot=Vt=Uo, то

щ=—\(—0т +0t)lV2 = 0;

Оз =

-i(0t

+ 0Т)іУ2 =і00

У2. Антенна (А) включается

в пле­

чо 3. Мост обеспечивает также взаимную развязку передатчиков. Плечо 2 заканчивается согласованной нагрузкой Я ; при неболь­ шом нарушении синфазности либо равенства амплитуд Of и Of

414

в это плечо попадает незначительная мощность. При выходе из строя одного из передатчиков мощность оставшегося передатчика делится пополам между антенной и нагрузкой, в результате чего мощность в антенне падает в четыре раза по сравнению с перво­

начальной. Для этого случая в схемах

Л/4

 

передатчиков

предусматривается

воз,-

/ ,

 

можность подключения работающего

 

 

передатчика непосредственно

к антен­

 

Y,

не (в обход моста).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К в а д р а т н ы й

м о с т

и н а п -

"

- -5'

р а в л е н н ы й

о т в е т в и т е л ь .

Свой­

<СА

Yc

ства узла, показанного на рис. 15.10 в

коаксиальном

исполнении,

определи-

^ ;

 

ются выбором характеристических про-

 

ВОДИМОСТЄЙ ЄГО ЧеТВерТЬВОЛНОВЫХ СЄК-

Рис. 15.10

 

ций. В общем

случае эта схема с двумя

 

 

шлейфами является согласованным направленным ответвителем. Если характеристические проводимости противолежащих отрез­

ков одинаковы, узел

симметричен

относительно плоскостей А и

В

и ег о матрица

соответствует (15.6). На длине Я/4 волна

отстает

по

фазе

на

90°:

е - 1 9 0

= — і .

Поэтому значения элементов

матрицы

(15.6)

должны

быть Б = — і cosnp; Д — —sin op:

 

 

 

 

 

о

 

і cos яр

— sin яр

0

 

 

 

IS]

=

— і cos яр

0

0

—sin яр

(15.11)

 

— sin яр

0

0

— і cos яр

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

• sin яр

і cos яр

0

 

 

Найдем связь элементов матрицы с характеристическими проводимостями Ус, YCA, Уев- Пусть волна поступает в плечо /. Пред­ положим в соответствии с (15.11), что плечи 1 и 4 развязаны. Замкнем накоротко плечо 4, что не должно изменить работы узла. Тогда входные проводимости секций 1—4 и 34 станут равными нулю и можно исключить их пока из рассмотрения.

Проводимость Ус плеча 3 преобразуется четвертьволновой сек­

цией 32

в проводимость

Y'2

= Y2B с

в точке 2. Мощность волны,

распространяющейся из плеча / по секции /—2, согласно

(15.11),

делится в

отношении | Д | 2

/ | £ | 2 = sin2*p/cos2ip = t g ^ . Эта

величина

равна

отношению входных

проводимостей секции

2—3

с плечом

3

и плеча 2,

т. е. \Д\21\Б\2=У'2/YC=Y2CBIY2C.

 

Отсюда

У с В = У<^яр.

 

Нагрузкой

секции /—2

 

является

суммарная

проводимость

в

точке

2:

У 2 =

У c - l - У 2 = У c + У c t g 2 я p = У c S e c 2 я p = Уc /cos2 яp.

Проводи­

мость

входа этой секции

У і = Y2A/Y2=

Y2A

cos2 ip/yc . Для

согласова­

ния плеча

J необходимо

У і =

Ус , т. е. YCA

= Ус/cos яр.

 

 

 

 

Проверим

правильность

первоначального предположения

о

взаимной развязке плеч 4 я 1. Для этого необходимо доказать, что ток короткого замыкания и в точке 4 равен нулю. Представим его

каїк сумму токов, создаваемых в 1—4 и 3—4: .t4 = i£1 ) +i\3). Напря­ жения в точках 1 и 3 с одинаковыми проводимостями Ус пропор­ циональны нормированным амплитудам волн, бегущих по этим плечам: u3/ui = U7/0T =—sinчр. В любой линии ток в пучности равен напряжению в пучности, умноженному на характеристиче­

скую проводимость, т. е. i{3)li\l)

3

YcA/(ui

YcB)

= — 1 . Следователь­

но, г'<3) = —i^i и ток короткого

замыкания

i 4 = 0.

Поэтому

в данной

точке

находится

узел напряжения

и 0^ = 0

при любом

сопротив­

лении нагрузки

в плече 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак, схема

рис. 15.10 является

идеальным

направленным от-

ветвителем

на частоте,

соответствующей

четвертьволновой

длине

всех

отрезков. Дл я узла

с параллельно

включенными

шлейфами

и разветвлениями в плоскости Н должны выполняться

соотноше­

ния:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin i|) =

YcA

= yycos гр;

YcB

= Yc

tg гр.

 

(15.12)

Это соединение служит мостом, если

| Д | = 1/1^2; <гр = 45°. Тог­

да проводимости

его плеч

YcA=YcV

2; Yci=Yc.

При последователь­

ном включении двухпроводных линий или £-тройниках

в

точках

ветвления соотношения вида (15.12) относятся

к характеристиче­

ским

сопротивлениям: Z c A =Z c /cosip; Z c B

= Z c tgip.

Полоса

частот

квадратного

ответвителя

 

относи­

 

 

 

 

 

 

 

тельно мала: ± 5 % при Г

 

Л^0,\

 

 

 

 

 

 

 

[28].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М о с т д л я п и т а н и я д в у х

 

 

 

 

 

 

 

а н т е н н

с о с д в и г о м

 

п о

 

 

 

 

 

 

 

ф а з е

н а

90° (рис. 15.11). Рав-

 

 

 

 

 

 

 

ноамплитудное возбуждение

двух

 

 

 

 

 

 

 

и: да

Уг

Пер.

О

Рис. 15.11

Рас. 15.12

антенн с фазовым сдвигом 90° обеспечивает круговую поляризацию их излучения или вращение диаграммы направленности. Волна от передатчика поступает в плечо 1. Тогда волны, распространяющие­ ся к антеннам, 07=\/V~2; UJ = — 1/ У2. Если антенны не сог-

ласрваны

с

фидером и имеют

равные

коэффициенты

отражения

Г 2 = Г 3 = Г А ,

Т О

вторичные

волны

0t=—

іГА/

VI. и

Of

= — Г А / | ^ 2

распределяются

следующим образом: 0\~=

(—ГК\У2)

( — 1 / j/^j) +

+ ( - і Г д /

і / ~ 2 ) ( - і / j/~2)

= 0 ;

С)Г= К А

/ ] / 2 ) ( - І /

У2) + ( — І Х

 

 

 

 

В

генератор

отраженная

волна (эхо)

не попадает, она полностью поглощается в нагрузке. Такое устрой­

ство служит также эхопоглотителем.

Если включить в этот же мост вместо нагрузки второй передат­

чик Of, то волны,

поступающие

к антеннам, определятся

как

—(i L't+UtV

V2 и UT

(0t + i0t)l

У% Сигнал от

пе­

редатчика / придет в антенну 2 с опережением на 90° по сравне­ нию с антенной 3. Сигнал от передатчика 4, наоборот, оказывается опережающим в антенне 3. Антенны в таком устройстве должны быть хорошо согласованы с фидером, так как отраженные волны

возвращаются к

передатчикам.

 

Щ е л е в о й

к о а к с и а л ь н ы й

м о с т также построен по

принципу соединения тройников четвертьволновыми отрезками ли­

ний. Такое построение

позволяет

получить компактную

конструк­

цию

даже на метровых

волнах,

что выгодно отличает

щелевой

мост

от квадратного и кольцевого. Щелевой коаксиальный мост

(рис.

15.12) можно рассматривать как развитие щелевого симмет­

рирующего устройства

(рис. 15.4). Плечи 1, 2 и 3 остаются неиз­

менными, что дает основание заимствовать первый столбец и пер­ вую строку из матрицы симметрирующего устройства (15.2). Вол­ ны из плеча 4 попадают в плечи 2 и 3 в фазе, пройдя четверть­ волновые секции (что соответствует уменьшению фазы на 90°). Следовательно, матрица согласованного щелевого моста имеет вид

 

 

" о

— і

1

о

 

[S] =

 

—1

0

0

—і

( 1 5 . 1 3 )

V2

1

0

0

—і

 

 

 

0

—і

—і

0

 

 

 

 

Отметим сходство в пространственной структуре щелевого ко­ аксиального моста и двойного тройника (рис. 15.6). В частности, оба узла имеют одну плоскость симметрии, проходящую через пле­ ч и / и 4. Матрица (15.13) отличается от (15.9) только фазовыми

СООТНОШеНИЯМИ В плече 4.

Для согласования плеч моста нужно выбрать соответствующие характеристические сопротивления е г о секций. Плечо / через два четвертьволновых отрезка нагружено на последовательное соеди­ нив Z2 + Z 3 = 2Z2 . Следовательно, характеристические сопротивле­

ния коаксиальной Z 5

и полукоаксиальной Z 6 линий следует выбрать

так, чтобы создать

двухступенчатый переход (биномиальный или

чебышевский) между Z\ и 2Z2 . Для

плеча 4 нагрузки 2 2 и Zj вклю­

чены параллельно. Следовательно,

четвертьволновый трансформа­

тор между ними должен иметь характеристическое сопротивление 14—2 41?

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ