Файл: Семенов Н.А. Техническая электродинамика учеб. пособие для электротехн. ин-тов связи.pdf

+ 2

2R<

L 1

+

2 ^

X

kzB р

2

14

х( 2£»

_ Kmk ]inP Д 1

1 ^ кр

(9.30)

a

/2

Первый сомножитель в полученном выражении зависит от час­

тотного диапазона: k~f,

А ~ / - 0

' 5 . В большинстве

случаев

b~f~l,

так как размеры стандартных

волноводов

выбираются

обратно

пропорциональными частоте, поэтому М / 6 ~ / - 1

, 5 . Второй сомножи­

сированными размерами,

то получим

частотную

характеристику

затухания, показанную

на рис. 9.12, с

пологим

минимумом при

/ = ( 2 - ь З ) / К р . Увеличение

затухания вблизи

критической

частоты

пропорционально \іУ

К-

Оно связано

с уменьшением

групповой

скорости волны по мере приближения

к /кр.

Рост

затухания при

высоких частотах пропорционален Rs~kA~

VY- Д л я оценки вели­

(табл. 9.2).

Его кпд при полном согласовании [ф-ла

(8.61)] г\ =

= Рв/Рг=50%,

а шумовая температура 7 ^ = 1 5 0 ^ при

Г0 = 300К.

Результаты расчета сведены в табл. 9.2.

Т а б л и ц а 9.2

Длины стандартных медных волноводов с затуханием 3 дБ

при кш

— 1,4 в зависимости от частоты

f,

ГГц

0,5

1

2

5

10

20

50

100

200

/,

м

2000

700

250

60

20

7

2

0,6

0,2

частот от /н до fB и отсечку всех волн

высших порядков. Для

тако­

го волновода должно выполняться условие: f H > f 1 °р = у 8 Д / 2 а .

Од­

нако выполнения этого условия еще

недостаточно. Из

рис. 8.12 и

9.12 видно, что в диапазоне от / к р до

1,25і/к р дисперсия

и коэффи­

циент

затухания волны

в волноводе

велики. Сигнал сильно,иска­

жается

(см.

8.6)

и ослабляется. Поэтому выберем /н ^=1,25 ,/^р .

Появления волн

высших

порядков следует

опасаться

на

верх­

них частотах диапазона. В

зависимости от

соотношения

между а

и Ь ближайшими критическими частотами

обладают волны

типа

Яао или Я0 1

(см. табл.

9.1).

Следовательно,

нужно,

чтобы

f B

< f

2 к р

и / в < / ° к 1 р .

В

соответствии с

ф-лой

(9.17) ; /2 °р

=*о J

a = 2f%, f%

=

= v f(2b)

= (a/b)P°.

Тогда

из первого неравенства

вытекает,

что

fa<2fl°

. Чтобы

второе

неравенство не дало меньшего значения

fa,

нужно

выбрать

Ь^а/2.

Коэффициент затухания волны Ню растет

с уменьшением

размера

Ь, поэтому желательно выбрать 6 = а/2

или

близким к этой величине.

Итак,

одномодовый

режим с умеренной

дисперсией и

приемле­

f H < f < f B ;

/н = 1

.25/£/» = 2/ £ (&< а/2).

(9.31)

В соответствии с

условиями

(9.31) /в //н=1,6 и относительная

по­

лоса одномодового режима

Я//о = 46%; где Я = / в — / н

и

/о =

водных

секций, переходы

на другое сечение,

элементы

связи

и т. д.).

Нерегулярности нарушают структуру поля волновода; вследст­

вие этого возможно появление волн, отраженных

от

нерегулярно­

стей; преобразование

волн,

т. е. передача части

мощности

распро­

страняющейся волны волне другого типа; увеличение

напряженно­

сти поля

в отдельных

областях по сравнению с

напряженностью

гулярностях создают дополнительные потоки волн,

которые

отста­

ют от полезного сигнала (или опережают его) и

являются

поме­

П о п у т н ы й

п о т о к , о б у с л о в л е н н ы й

о т р а ж е н и я -

м и.

Отраженная

от нерегулярности волна частично вновь отра­

жается (рис. 9.13). Эта двукратно

отраженная

волна

отстает от

основной на время

t3=2l/u (и — групповая

скорость);

ее уровень

относительно

основной волны равен Г\Гі, где Гі, Г2 — коэффициен­

ты отражения

от

нерегулярностей.

Сумма

волн,

отраженных

два,

четыре и более раз от всех нерегулярностей

в волноводе, со­