Лекція №8: “Трійники, мости, відгалуджувачи”
|
|
Скачати 97.12 Kb.
|
Лекція № 8: “Трійники, мости, відгалуджувачи”1. Розгалуження хвилеводів (трійники) Серед можливих видів розгалужень хвилеводів найбільший практичний інтерес становлять трійники. Якщо розгалуження відбувається у площині вектора Е , то такий вузол називають Е-трійником (рис. 1), а якщо у площині вектора , — то Н-трійником (рис. 2) .  Рис.1 Е - трійник Припустимо, що хвиля основного типу  надходить у E-трійник через плече 2 (рис. 1, а). При цьому даний трійник характеризується такими властивостями:
(рис. 1, б), що еквівалентною схемою E-трійника є послідовне з'єднання довгих ліній. Протифазність хвиль у плечах 1 та 3 відносно плеча 2 можна пояснити, проаналізувавши миттєвий розподіл зарядів у місці під'єднання плеча 2 (рис. 1, а). Додатні заряди на лівій стінці цього плеча індукують від'ємні заряди на протилежній стінці плеча 1, а від'ємні заряди правої стінки плеча 2 індукують додатні заряди на протилежній стінці плеча 3. Унаслідок цього виникає орієнтація векторів та , наведена на рис. 2, а. Користуючись таким методом, можна встановити, що при живленні E-трійника через бічне плече 7 або 3 хвилі в інших плечах стають також протифазними.  Рис.2 Н - трійник Властивості Н-трійника (рис. 2) такі:
Пояснення властивостей Н-трійника з урахуванням миттєвого розподілу зарядів та поздовжніх струмів у широких стінках аналогічне аналізу властивостей Е-трійника. Відмінності властивостей Е- та Н-трійників, що їх зумовлюють різні еквівалентні схеми, є суттєвими для практичного використання. Наприклад, для того щоб не пропустити хвилю у плече З Е -трійника при живленні через плече 1, у плечі 2 необхідно забезпечити режим розімкнення довгої лінії в точках її підімкнення. Для аналогічних дій з Н-трійником необхідно забезпечити режим короткого замикання лінії 2 (рис. 2, б). Розглянуті трійники можна застосовувати для незалежного підімкнення двох навантажень до одного джерела або двох джерел до одного навантаження. Наприклад, в антенних перемикачах радіолокаційних станцій для автоматичного перемикання однієї антени між виходом передавача та входом приймача. 2. Хвилеводні мости На основі Т-подібних трійників можна створити такі мостові конструкції: подвійний трійник (подвійне Т -подібне з'єднання), кільцевий розподільник, хвилевідно-щілинний міст [2; 14]. При цьому мости мають працювати із хвилею основного типу  , а їхні протилежні плечі виконуються однаковими.2.1 Подвійний хвилевідний трійник Цей вид моста створюється суміщенням Н-трійника з Е-трійником (рис. 3). Плечі 1 та 3 називаються бічними, плече 2 — Е-плечем, а 4 — Н.-плечем. При забезпеченні геометричної симетрії плечей з урахуванням властивостей Н- та Е-трійників для хвилі основного типу  розглядуваний подвійний трійник характеризується такими властивостями:• при живленні через плече 2 за умови рівності навантажень у плечах 1 і 3 хвилі в цих плечах протифазні та рівні між собою за амплітудою (енергією), а у плече 4 хвиля не проходить;
У разі нерівності навантажень у плечах 1 та 3 плечі 2 та 4 будуть зв'язані відбитими хвилями. Нехай у плече 7 ввімкнено узгоджене навантаження, а у плече 3 — неузгоджене. Тоді при живленні через плече 4 хвиля, відбита від навантаження у плече 3, пройде у плече 2, оскільки плечі 2 та 3 завжди зв'язані одне з одним. А якщо у плечах 7 та 5 перебувають однакові неузгоджені навантаження, то відбиті хвилі у плечах 2 та 4 будуть рівними за амплітудами та протифазними, тому вони компенсуватимуть одна одну. При живленні через плече 2 ці хвилі на вході плеча 4 також компенсуватимуть одна одну. При живленні через плече 4 на вході плеча 2 відбиті хвилі є синфазними, наводячи на широких стінках відрізка хвилеводу у плечі З однакові за абсолютною величиною та знаком заряди, при яких у плечі 3 хвиля не виникає. Розв'язання плечей 1 та 3 випливає з описаних вище властивостей на підставі принципу взаємності. Подвійні трійники застосовуються як антенні перемикачі в радіолокаційних станціях, балансових змішувачах НВЧ діапазону, а також у вимірювальній техніці.  Рис.3 Подвійний трійник 2.2 Кільцевий розподільник Кільцевий розподільник являє собою згорнутий у кільце прямокутний хвилевід із відгалуженнями у площині вектора (рис. 5.11) [2; 14]. При цьому відстані по поздовжній осі між плечима 7 та 2,2 та З, 3 та 4 верхньої згідно з рисунком вітки становлять λв /4, а між плечима 1 та 4 нижньої вітки — відповідно 3λв /4.  Рис.4 Кільцевий розподільник Якщо розподільник працює із хвилею основного типу  та всі його плечі ідентичні, то з урахуванням зазначених відстаней між плечима він характеризується такими властивостями:
Зазначені властивості пояснюються таким чином. При живленні, наприклад, через плече 1 вхідна хвиля розгалужується на дві. Далі, по верхній згідно з рисунком вітці між плечима 1 та 2 одна хвиля проходить шлях λв /4, а друга по нижній — 5λв /4, що зумовлює їхню синфазність та відповідний зв'язок між зазначеними плечима. До плеча 3 перша хвиля за верхньою віткою проходить шлях λв /2, а друга хвиля нижньою віткою — шлях довжиною λв , що зумовлює протифазність цих хвиль та їхню взаємну компенсацію у плечі 3. Отже, за зазначених умов плечі 1 та 3 виявляються розв'язаними. Далі легко побачити, що обидві хвилі до плеча 4 проходять однаковий шлях, тому стають синфазними, а плечі 1 та 4 є зв'язаними. Аналогічно чином можна проаналізувати функціонування кільцевого розподільника при живленні, наприклад, через плече 4. Отже, розглянутий кільцевий розподільник має дві пари незалежних плечей: 1—3 та 2—4. У разі неідентичності навантажень у плечах 2 та 4 при живленні через плече 1 протифазні хвилі у плечі 3 будуть відрізнятись за амплітудою і умова їх компенсації порушуватиметься. За рахунок цього у плечі 3 виникне хвиля, інакше кажучи — встановиться певний зв'язок між тими плечима, які були розв'язаними при ідентичних навантаженнях плечей 2 та 4. Виявляється, що ступінь зв'язку одних плечей може регулюватись через параметри навантаження в інших плечах. Це дає можливість забезпечувати керований зв'язок однієї пари плечей шляхом регулювання навантаження другої пари плечей. Розглянуті властивості кільцевого розподільника зумовлюють його практичне застосування, наприклад як перемикального пристрою в антенно-хвилевідних трактах діапазону НВЧ. 2.3 Хвилевідно-щілинний міст Хвилевідно-щілинний міст являє собою систему з двох прямокутних хвилеводів, що мають одну спільну стінку зі щілиною зв'язку [2; 14]. Зазвичай довжина щілини дорівнює висоті хвилеводу. При живленні моста через плече 1 (рис. 5.12) хвилею типу у перерізі AÁ водночас виникає хвиля  оскільки в межах щілиниширина хвилеводу подвоюється порівняно із плечем. Обидві хвилі в цьому перерізі щодо плеча 1 мають однакові амплітуди і фази, а щодо плеча 2 — зсунені за фазою на 180°.  Рис.5 Хвильоводно-щілинний міст Оскільки фазова швидкість хвилі основного типу менша, ніж хвилі вищого типу то з поширенням у межах щілини довжиною ℓ (рис. 5) хвиля випереджатиме за фазою хвилю . При цьому довжину щілини обирають таким чином, щоб у перерізі  зазначене випередження дорівнювало чверті періоду. Тоді на вході плеча З обидві хвилі виявляються зсуненими за фазою на -90°, а на вході плеча 4 — на +90°. Унаслідок інтерференції в зазначених плечах утворюються хвилі типу що рівні між собою за амплітудою і зсунені за фазою на 90°. У плече 2 енергія не надходить, оскільки в перерізі aÁ хвилі та  взаємно компенсуються.Хвилевідно-щілинні мости широко застосовуються як пристрої комутації (перемикання), а також у пристроях із феритами, що буде розглянуто далі. 3. Спрямований відгалужувач Спрямовані відгалужувачі призначені для відведення частини енергії хвилі, що поширюється хвилеводом, із метою забезпечення процесів обміну енергією між кількома джерелами (споживачами) або для здійснення певних вимірювань. Відгалужувачі мають різноманітні конструкції. Розглянемо найпростішу конструкцію дводіркового відгалужувача, який використовується в більшості випадків (рис.6).  Рис. 6 Спрямований відгалужувач Ця конструкція відгалужувача являє собою дві секції прямокутного хвилеводу зі спільною вертикальною стінкою. Секція 1 є частиною основного хвилеводу. У допоміжну секцію 2 відгалужується частина енергії від основного хвилеводу через отвори зв'язку 3. Отвори мають однаковий діаметр і розташовані одне від одного на відстані λв /4. Нехай хвиля поширюється основним хвилеводом за стрілкою на рис. 6 При цьому в точках а та г послідовно відбуваються два розгалуження, тому в точку в і, як наслідок, на вихід 5 надходять дві хвилі: одна шляхом абв, друга — шляхом агв. Різниця їхнього ходу дорівнює нулю, тому у точці в та на виході 5 вони додаються у фазі. У напрямі точки б хвилі надходять у протифазі, оскільки різниця ходу між променями аб та агвб становить половину дов жини хвилі. Поглинач 4 знищує нескомпенсований залишок, зумовлений неідеальністю виготовлення конструкції. Хвиля, яка поширюється основним хвилеводом у зворотному напрямі (проти стрілки на рис.6), у допоміжному хвилеводі поширюватиметься лише в напрямі до поглинача 4, а на вихід 5 не надійде. Якщо до виходу 5 приєднати вимірювальний пристрій, то його покази будуть прямо пропорційними амплітуді основної хвилі у хвилеводі 1. При цьому якщо напрям увімкнення відгалужувача відповідає зображеному на рис. 6, то вимірювальний пристрій покаже амплітуду падаючої хвилі, а якщо відгалужувач увімкнути у зворотному напрямі, то вимірювальний пристрій показує амплітуду відбитої хвилі (що поширюється у зворотному напрямі). Основним недоліком дводіркового відгалужувача є вузька смуга робочих частот, оскільки відстань між отворами пов'язана із довжиною хвилі. При зміні довжини хвилі щодо відстані між отворами порушуються умови додавання або компенсації хвиль, а це погіршує узгодження всього тракту. Ширшу смугу частот мають такі відгалу-жувачі, в яких зв'язок між основною та допоміжною секціями (див. рис. 6) забезпечується не двома, а кількома отворами або щілиною. У таких конструкціях відносна ширина смуги робочих частот становить 6—8 %. Спрямовані відгалужувачі застосовуються в різноманітних вимірюваннях у діапазоні надвисоких частот. Наприклад, їх можна застосовувати при вимірюваннях потужностей падаючої та відбитої хвиль, за різницею яких визначається корисна потужність, отримана в навантаженні. |
Схожі:
|
Лекція 7 8 Лекція 7 Українська революція і пошук її зовнішньополітичних орієнтацій. Початки дипломатичної діяльності УНР. (4 год.) |
ЛЕКЦІЯ 3 Лекція: Поняття предмета права промислової власності, коло та характеристика однорідних суспільних відносин |
|
«Толерантність. Ми будуємо Мости миру власноруч» Методична розробка тренінгового заняття для класних керівників ставить за мету розвиток позитивного розуміння толерантності у формуванні... |
Лекція з курсу «Прикладні програми (Електронні таблиці Excel)» Лекція Робота з фінансовими функціями. Створення, редагування і форматування графіків і діаграм (2 год.) |
|
Лекція Державна мова мова професійного спілкування Евфемізм і перифраз у професійному спілкуванні Лекція Риторика і мистецтво презентації |
Календарне планування з країнознавства на 2010-2011 н р. (І курс) Визначні пам’ятки міста: Британський музей, Національна галерея, Лондонський Тауер, Дім Парламенту, Собор Святого Павла, Вестмінстерське... |
|
Лекція №1 Лекція № Поняття культури. Античність – джерело європейської культури (2 год.) |
Лекція Сутність та види податків. Податкова система і податкова політика 5 Лекція Організація податкової служби і податкової роботи. Система інформаційного забезпечення 11 |
|
35. Використання інформаційних ресурсів мережі Інтернет у процесі навчання інформатики Для обєднання всіх ПК віддалених один від од-ного і з різним принципом орг-ції локальних ме-реж викор спец пристрої (мости,шлюзи,... |
Тренінг «Публічні бібліотеки – мости до е-урядування» в місті Івано-Франківську «е-урядування» для бібліотечних працівників, представників громадських організацій, громадськості, студентської молоді, підприємців,... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua