106

Плавные волноводные скрутки имеют довольно большую геометрическую длину. Для того чтобы типичные скрутки обеспечивали КСВ меньше чем 1,1 практически во всем рабочем диапазоне волновода, они должны иметь длину около десяти длин волн.

Для уменьшения габаритов 90° скруток было разработано много типов ступенчатых скруток. Например, 90° скрутка с 4 развернутыми волноводными секциями обеспечивает Kст <1,01 в полосе частот 40% и имеет общую длину

1,86 а.

Еще меньшую длину имеют компактные преобразователи на основе секций квадратных волноводов со срезанным углом (рис.6.8,д). Длину l и поперечные размеры секций выбирают таким образом, чтобы электромагнитные поля на входе и выходе трансформирующей секции были повернуты на 90°. Такие скрутки обеспечивают уровень Kст <1,1 в полосе частот 30%, Kст <1,02 – в по-

лосе 16% при длине трансформирующей области примерно в 5 раз меньшей, чем длина волны прямоугольного волновода на центральной частоте рабочего диапазона. Такие устройства были разработаны известными украинскими учеными Кириленко А.А. и Рудем Л.А. [1, 2]

Контрольные вопросы

1.С какой целью применяются волноводные повороты?

2.Почему длину плавного изгиба выбирают lcp = n Λ2 ?

3.Почему длину средней секции уголкового изгиба выбирают Λ4?

4.Чему равно типичное значение длины стандартной волноводной скрут-

ки?

5. Какие особенности конструкции скрутки на круглом волноводе для волны Н11?

6.Какое отношение длины стандартной волноводной скрутки к длине скрутки с 4 повернутыми волноводными секциями на частоте 10 ГГц при размерах сечения волновода 23×10 мм?

7.Какое отношение длины стандартной волноводной скрутки к длине преобразователя на основе секций квадратных волноводов со срезанным углом на частоте 10 ГГц при размерах сечения волновода 23×10 мм?

6.5. Аттенюаторы

Аттенюатор (англ. – attenuator) – это взаимный четырехполюсник, который ослабляет амплитуду электромагнитной волны на некоторую фиксированную или регулируемую величину. Аттенюаторы (ослабители) предназначены для управления (уменьшения) мощности волны, которая проходит вдоль линии передачи. Идеальным аттенюатором является четырехполюсник с нулевым вносимым фазовым сдвигом и механически или электрически регулируемым ослаблением.

107

Аттенюаторы применяются в схемах СВЧ приемников для установки уровня сигнала в смесителе путем регулирования мощности гетеродина, в измерительной технике их применяют для обеспечения необходимого уровня сигнала в разнообразных измерительных приборах (измерительная линия, волномер, измеритель мощности некоторого высокого уровня и др.). Ослабление сигнала необходимое, в частности, для обеспечения развязки между генератором и нагрузкой, то есть для исключения влияния нагрузки на мощность и ч а- стоту колебаний генератора. Аттенюаторы применяются также для согласования СВЧ устройств, уровней сигналов.

Матрица рассеяния идеального фиксированного аттенюатора имеет вид

Нулевое значение диагональных элементов свидетельствует о том, что аттенюатор должен быть согласованным с обоих плеч. Ослабление A в рабочей полосе частот должно оставаться постоянным, а фазовый сдвиг φ – пропорци-

ональным частоте. Для регулируемого аттенюатора φ не должен зависеть от

установленного ослабления A.

Основными параметрами переменных аттенюаторов являются диапазон и точность изменения вносимого ослабления, КСВ, рабочая полоса частот, погрешность установки ослабления, допустимая рассеиваемая мощность.

в

Рис.6.9. Коаксиальные аттенюаторы предельного типа:

а– с емкостной связью; б – с индуктивной связью;

в– обозначение на схемах

Впредельных (англ. – cutoff) переменных аттенюаторах используется яв-

ление экспоненциального ослабления волн в режиме отсечки E(l) = E0 exp(− αl). При λ >> λкр коэффициент затухания α ≈ 2π / λкр , то есть он практически не зависит от частоты. Это можно доказать следующим образом. Постоянную распространения в линии передачи γ = α + jβ можно предста-

вить в виде