До лекції 3

2.2.1. Хвилевідні фільтри типів хвиль (ниже нумерація рисунков соответствует лекционной)

Ці фільтри призначені для пропущення по багатохвильовому хвилеводу хвилі робочого типу і придушення хвиль інших типів. За принципом дії розрізняють випромінюючі, поглинаючі і фільтри, що відбивають.

У випромінюючому фільтрі використовують систему щілин, прорізаних у стінках хвилеводу таким чином, щоб енергія хвилі робочого типу не випромінювалася з них, а енергія типів хвиль, що придушуються, випромінювалася. Одна з конструкцій таких фільтрів представлена на рис.1.69. Фільтр складається з набору почергових металевих і діелектричних кілець, що мають загальну вісь.

В

Рис. 1.69

узькі кільцеві щілини між металевими кільцями практично не впливають на умови поширення симетричних хвиль , що мають на стінках тільки кільцеві поверхневі струми. Хвилі всіх інших типів мають подовжню складову струму, що перериває кільцеві щілини. Енергія цих хвиль інтенсивно випромінюється з хвилеводу через щілини. Розглянутий фільтр застосовується в багатохвильових круглих хвилеводах, призначених для передачі ЕМЕ на великі відстані з малими втратами на хвилі .

Загальний принцип побудови поглинаючих і фільтрів типів, що відбивають, хвиль полягає в розміщенні в поперечному перерізі хвилеводів ґратів з тонких поглинаючих пластин або провідників, орієнтованих ортогонально лініям Е хвилі робочого типу, унаслідок чого ця хвиля не збуджує в ґратах струм і проходить крізь них майже без відображення. З іншого боку, хвилі типів, що придушуються, що мають складову Е, спрямовану уздовж пластин або провідників, збуджують у них струми і поглинаються ґратами, якщо вони виконані з поглинаючих пластин, або відбиваються, якщо з провідників. На рис.1.70-1.72 приведені найбільш розповсюджені конструкції ґрат для придушення відповідно хвиль , і .

Рис. !.71

Рис. 1.70

Рис. 1.72

Якщо як робочу хвилю в круглому хвилеводі використовується , наприклад, в обертовому зчленуванні, зображеному на рис. 1.18.б, то необхідно приймати міри до придушення . У цьому випадку застосовуються фільтр, що відбиває, у вигляді резонансного кільця (рис.1.73).

Х виля не наводить у кільці струм і кільце мало впливає на її поширення. Хвиля збуджує в кільці великі струми, що веде до її відображення.

Д

Рис. 1.73.

ля кільце має еквівалентну схему представлену на рис.1.73.в. Ємності обумовлені концентрацією зарядів у верхній і нижній частині кільця, а індуктивності струмами, що протікають по кільцю, тобто схема представляє послідовний коливальний контур (рис.1.73 г).

Якщо настроїти його в резонанс, то відбудеться відображення хвилі . Резонанс спостерігається, якщо довжина кільця дорівнює довжині хвилі генератора. Кріпиться кільце діелектричними або металевими (довжиною ) стрижнями. В останньому випадку стрижні повинні бути перпендикулярні електричним силовим лініям.

Смуга пропущення залежить від товщини кільця. При її збільшенні смуга збільшується, але при цьому збільшується відображення хвилі .

Іншим, широко розповсюдженим фільтром типів хвиль, в обертовому зчленуванні на хвилі є фільтр у виді короткозамкненого шлейфа.

Короткозамкнений шлейф – закороченный відрізок круглого хвилеводу – співвісного з основним хвилеводом (рис.1.74). Якщо

, то в розрізі а-б для буде розрив лінії. При цьому частково відбивається хвиля .

Щ

Рис. 1.74.

об придушити хвилю не створюючи відображень робочій хвилі , необхідно задовольнити 2-м вимогам:

.

При цьому в розрізі а-б для хвилі буде коротке замикання і відображення не буде. Для виконання цієї умови необхідно, щоб

, .