2. Режим работы волновода.
В зависимости от параметров среды, типа
волны и размеров волновода коэфицент
распространения волны может принимать
различные значения (
быть
мнимым). В зависимости от этого существует
3 режима волновода.
-
Критический режим.
В этом режиме распространение энергии по волноводу не происходит, а электромагнитное поле колеблется в поперечном сечении.
,
прямоугольный волновод:
круглый волновод: для Н-волн
,
для Е-волн
-
Докритический режим.
Основной рабочий режим для передачи
информации. Все составляющие пропорциональны
множителю
.
,
,
-
Закритический режим.
Электромагнитная энергия по волноводу
не может распространяться, а все
составляющие поля пропорциональны
.(они
резко убывают по экспоненте в пределах
длины волны).
Этот режим используется для:
-
создания делителей мощности
-
устройства аттенюаторов
Главный рабочий режим – докритический!
Билет 14 1. Полосковые и ленточные линии передачи.
В связи с освоением технологии технических схем последние пол столетия широко стали применяться в технике СВЧ полосковые или ленточные линии передач. Они представляют собой модификацию двухпроводниковых или коаксиальных линий и конструктивно выполнены на основе диэлектрических пластин, покрытых металлической фольгой, толщиной 10-100 мкм.
В качестве диэлектрика (подложки) используют материалы по возможности с низким значением тангенса угла потерь (фторопласт, полистирол, стеклоткани).
,
,
,
Полосковая линия является открытой
линией передачи, имеющей зазор
вдоль всей линии. Для того, чтобы излучение
из этого зазора свести к минимуму
необходимо принять размеры внутри
провода значительно меньше внешнего
.
Обычно это соотношение принимают
.
Кроме того, размер зазора должен быть
меньше полуволны.
.
В полосковой линии распространяется волна очень близкая к типу Т.
Чтобы устранить появление волн высшего
типа в таких волноводах необходимо,
чтобы размер внутри провода
не превышал длины полуволны.
.
Таким образом, для выбора размеров полосковой линии необходимо выполнение этих условий.
Кроме того, толщина внутри провода
или
.
На практике используют полосковые линии двух типов:
-
Симметричные (почти полностью экранирована, при ширине
поле на краях линии почти полностью
исчезает -
Несимметричные (более открытые, проще по конструкции и по технологии изготовления)
Главным вопросом с точки зрения
электродинамики полосковой линии
является нахождение волнового
сопротивления
,
где
-
погонные параметры линии (на единицу
длины).
Нахождение полей в такой линии не производиться. А при использовании линии пользуются справочниками по микро полосковой линии.
Широкие пластины у всех линий либо соединены между собой, либо заземляются.
На основе полосковых линий могут быть изготовлены направленные ответвители, фильтры, мостовые кольца, излучатели и др.
Полосковые линии по сравнению с волноводными и коаксиальными линиями имеют меньший вес и габариты, не требует жестких допусков при изготовлении, потери в них приблизительно такие же, как в коаксиальных линиях, заполненных диэлектриком. Они достаточно широкополосные, они поддаются автоматизации при изготовлении.
2. Выбор размеров волновода.
Обычно на практике известна рабочая длина волны, отсюда вопрос: как выбрать размеры волновода? На практике работают на основном типа волны (где наименьшие размеры волновода).
Независимо от поперечного сечения
волновода для работы на основном типе
необходимо выполнение условия:
(основной
тип).
Чтобы больше ничего не распространялось,
остальные должны находиться в закретическом
режиме:
(высший
тип).
Условие работы на основном типе:
круглый волновод
основной тип волны
Волны высшего типа:
-
Н-волны
-
Е-волны
Все остальные волны высших типов будут
давать меньшие значения
Билет 15