Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

Согласующее устройство включают возможно ближе к нагрузке, чтобы по всей длине линии была чисто бегущая волна.

Рассмотрим наиболее распространенные типы согласую­ щих устройств.

А. Четвертьволновый трансформатор

Четвертьволновый трансформатор представляет собой четвертьволновую линию, включенную между главной лини­

ей и нагрузкой и работающую в качестве трансформатора сопротивлений (рис. 2. 21).

и

Z H

Рис. 2. 21. Согласование линии при комплексной нагрузке.

Волновое сопротивление трансформатора рт определяют

Но так как он возникает только в коротком отрезке линии длиной ~ Ѵ 4 , то от этого к. п. д, всей линии почти не умень­

шается. Необходимая величина рт определяется по формуле

86

Поэтому ток и напряжение вдоль этой линии изменяются по

Следовательно, четвертьволновая линия преобразует на­ грузочное сопротивление 80 ом в 320 ом и создает в основ­

ной ЛИНИИ К б в » 1.

Необходимое для согласования волновое сопротивление трансформатора можно получить утолщением проводов ли­ нии на участке длиной в четверть волны. Такие трансфор­ маторы работают устойчиво при Ксв<2. Если же линия сильно рассогласована, то есть КСв>2, применяют многосту­ пенчатые трансформаторы (рис. 2.22 а).

Более лучшими являются трансформаторы с плавным пе­

87

Рис. 2. 22. Согласование с помощью многоступенчатых транс­ форматоров и неоднородных линий.

пригоден для согласования лишь активной нагрузки, поэто­ му при комплексной нагрузке его включают так в линию, чтобы в точках cd сопротивление линии стало чисто активным при минимальном напряжении.

Б. Согласование одиночным шлейфом

Если -нагрузочное сопротивление имеет реактивную со­ ставляющую, то для согласования применяют реактивные шлейфы.

шанных волн, характеризующийся наличием падающей и отраженной волн. Если в линии создать вторую отраженную волну, равную по амплитуде, но противоположную по фазе первой, то обе отраженные волны взаимно уничтожатся и в линии возникнет режим чисто бегущих волн.

Вторую отраженную волну можно получить, если в не­ которых точках линии а и б (рис. 2.23) включить реактив­ ное сопротивление (индуктивное или емкост-ное). Необходи­ мую амплитуду и фазу этой волны устанавливают подбором точек а и б, то есть изменением расстояния / и регулировкой величины реактивного сопротивления. Обычно на С В Ч вмес­

Для сокращения размеров шлейфа его длину обычно берут

88

І и

2 н

меньше Я/4, то есть используют шлейф в качестве индуктивно­ го сопротивления. В самом шлейфе при этом создается режим

грамме Вольперта, однако точное согласование всегда уста­ навливается опытным путем.

Применять один шлейф для коаксиальной линии мало-

89

эффективно, так как невозможно изменять место подключе­ ния шлейфа. В таких случаях применяют двухшлейфовый согласователь (рис. 2. 24).

V

Рис. 2. 24. Согласование коаксиальной линии с помощью двух неподвижных шлейфов.

При использовании двухшлейфового согласователя вза­ имное уничтожение трех волн, отраженных от несогласован­ ной нагрузки, шлейфа Ш і и шлейфа ІІІ2 осуществляется подбором длины обоих шлейфов без перемещения места их

различных волнах в пределах некоторого диапазона. Конеч­ но, для каждой волны необходима новая настройка обоих шлейфов.

В. Вращающиеся сочленения коаксиальных линий

Вращающиеся сочленения используют для передачи энергии от неподвижных систем станции к подвижным (на­ пример, к антенне). Применение скользящих контактов во вращающихся сочленениях линий имеет тот недостаток, что

90

постепенный их износ вызывает ухудшение электрического контакта и искрение, вследствие чего сочленение быстро вы­ ходит из строя. Поэтому в линиях применяют бесконтактные вращающиеся сочленения.

В двухпроводных симметричных линиях лучше приме­ нять индуктивные вращающиеся сочленения, для коаксиаль­ ных линий — ёмкостные сочленения.

К вращающемуся сочленению предъявляют следующие требования:

—минимальная потеря мощности;

—отсутствие искрений^

—хорошая герметичность.

Принцип работы емкостного сочленения показан на рис. 2. 25. В таком сочленении потеря высокочастотной энергии в месте соединений устраняется включением двух разомкнутых четвертьволновых отрезков во внутреннем и

Л

Рис. 2. 25. Вращающееся сочленение коаксиальной линии.

91

§2.4. Волноводы

А.Общие сведения о волноводах

—воздушные линии непригодны из-за больших потерь на излучение;

—коаксиальные линии ■— из-за больших потерь в их внут­ реннем проводе и изоляторах, отделяющих внутренний провод от внешнего.

Поэтому в качестве передающих линий в диапазоне сан­ тиметровых волн применяют волноводы.

В о л н о в о д о м называется металлическая труба пря­ моугольного или круглого сечения, предназначенная для пе­ редачи электромагнитной энергии; в соответствии с этим волноводы называются п р я м о у г о л ь н ы м и или к р у г ­ л ы м и (рис. 2. 26).

Внутренняя поверхность металлических волноводов име­ ет высокую проводимость. Принципиальная возможность пе­ редачи энергии высокой частоты при помощи волноводов мо­ жет быть доказана следующим образом. Допустим, что

представляет собой металлический изолятор и имеет вход­ ное сопротивление, практически равное бесконечности, чис-

92