2.6 Расчёт возбуждающего устройства

Возбуждающее устройство представляет собой согласующий волноводно-коаксиальный переход. Соединение с волноводом может быть выполнено как неразъемное показанное на рисунке 12.а, так и разъемное в виде гладкого фланца показанного на рисунке 12.б.

Рисунок 12 – Соединение волноводов

На рисунке 12 обозначено: 1- припой; 2- гладкий фланец; 3- направляющий штифт; 4- болт.

Исходя из условий возбуждения в волноводе волны с полем определенной конфигурации можно выбрать элемент связи с коаксиальной линией. На практике обычно волноводы применяются для передачи основного типа волны Н₁₀.

Простейшим переходом с коаксиальной линии на волновод является переход зондового типа (рисунок 13). Параметры такого перехода зависят от смещения dзонда, возбуждающего волновод, от средней линии волновода, от длины зондаhи от расстоянияlот зонда до заглушки. Настройка перехода осуществляется путем подбора этих размеров.

Рисунок 13 - Волноводно-коаксиальный переход зондового типа

На рисунке 13 приведен пример конструкции волноводно-коаксиального перехода зондового типа где обозначено: 1 – коаксиальная линия; 2 – волновод; 3 – зонд; 4 – согласующая втулка.

Разновидностью переходов зондового типа являются переходы типа АД-111 и АД-112, применяемые в стандартной измерительной аппаратуре. В литературе они называются переходами с поперечной опорой (рисунок 14). На рисунке 14 показаны: 1 – коаксиальная линия; 2 – плавный переход; 3 – волновод; 4 – поперечная опора. Поперечная опора 4 служит для повышения механической прочности перехода. Поскольку опора перпендикулярна линиям Е основной волны в волноводе, то она мало влияет на поле в волноводе. Настройка перехода осуществляется, как в обычном зондовом переходе, путем регулировки размеров l иh.

Рисунок 14- Волноводно-коаксиальный переход с поперечной опорой

Для получения хороших характеристик коаксиально-волноводного перехода в широком диапазоне частот, во всем рабочем диапазоне волновода для волны Н₁₀используются ступенчатые Чебышевские переходы. Для уменьшения длины каждой ступеньки ступенчатого перехода используются секции П-образного волновода, т.к. длина волны в П-волноводе меньше длины волны в прямоугольном волноводе с такими же размерами поперечного сечения. Как уже указывалось выше, Чебышевские ступенчатые переходы позволяют и в этом случае получать оптимальные параметры перехода, т.е. при заданном рассогласовании в диапазоне частот минимальные габариты (длину).

2.6.1 Расчет Чебышевского ступенчатого перехода

Исходными данными для расчета волноводно-коаксиального перехода являются параметры: волновое сопротивление коаксиальной линии ₀₂=50 Ом и сечение волноводаа × в которые мы уже вычислили ранее.

Вычисляем длину волны в волноводе по формуле [3]:

. (22)

Тогда волновое сопротивление волновода вычисляем по формуле [3]:

. (23)

Для определения перепада волновых сопротивлений R, подлежащих согласованию, воспользуемся формулой:

. (24)

Определим относительную полосу пропускания перехода по формуле [5]:

. (25)

Зная иопределяется по таблице 1 в которой дано значение числа ступенейn₁в Чебышевском переходе иn₂впереходе с максимально плоской частотной характеристикой, округляя значение до большего целого [5]. Так как мы рассчитываем Чебышевские переход находим, что числа ступенейn₁≈2.