Трансформаторы типов волн

Трансформаторы типов волнприменяются для соединений линий передачи, в которых используются различные типы волн.Эти трансфор­маторы называют также возбуждающими устройствами. В технике СВЧ применяют большое число таких устройств различных конструк­ций.

Рисунок 11 – Волноводно – коаксиальные переходы:

а) – для всех типов Н; б) – Для всех типов Е

Соединение коаксиальной линии с прямоугольным волноводом (рис. 11) является трансформатором волны типа Т в коаксиальной линии и волны типа Нили Ев прямоугольном волноводе и относится к числу так называемых зондовых переходов. Для возбуж­дения волны типа Нв волновод вводится штырь (зонд), перпендикуляр­ный продольной оси волновода (рис. 11, а), т. е. поперек волновода, а для возбуждения волны типа Е штырь вводится с торца волновода параллельно продольной оси волновода (рис. 11, б). Штырь, являю­щийся продолжением внутреннего проводника коаксиальной линии, служит антенной, излучающей электромагнитную энергию в волновод или отбирающей ее из волновода. Для получения минимального отражения волн от перехода, необходимо коаксиальную линию и волно­вод согласовать, т. е. создать режим бегущих волн. Согласование осу­ществляется подбором длины штыря l_1, расстояния l₂ от штыря до за­глушки (поршня), замыкающей накоротко волновод, и расстояния l₃ от штыря до ближайшей узкой стенки волновода (рис. 11, а). Для согласования перехода в диапазоне частот используется подвижный короткозамыкающий поршень, компенсирующий реактивную состав­ляющую входного сопротивления штыря.

Широкополосный коаксиально-волноводный переход с поперечным стержнем (рис. 12), имеет полосу пропускания более 30% за счет того, что поперечный стержень обеспечивает равномер­ность и малую зависимость от частоты распределения тока на верти­кальной части зонда.

Рисунок 12 – Широкополосный коаксиально – волноводный переход

Переход от прямоугольного волновода с волной Н₁₀к круглому волноводус волной Н₁₁осуществляется путем постепенной деформации поперечного сечения волновода от прямоугольного к круглому (рис. 13).

Рисунок 13 – Переход от прямоугольного волновода к круглому

Если длина перехода составляет примерно длину волны в волно­воде или больше ее, то его полоса пропускания равна полосе частот круглого волновода с волной типа Н₁₁. Размеры волноводов выбирают­ся такими, чтобы в них в заданном диапазоне частот могли рас­пространяться только низшие типы волн, соответственно Н₁₀ в пря­моугольном и Н₁₁— в круглом волноводе. Для уменьшения размеров перехода можно использовать компактные, но более узкополосные сту­пенчатые переходы.

Большинст­во используемых на практике трансформаторов типов волн являются обратимыми элемен­тами, т.е. конструкция, обеспечивающая переход, Н₁₀ ® Н₁₁, обеспечивает и обратный переход Н₁₁ ® Н_10.