8.4 Трансформаторы типов волн

Эти элементы называются также переходами между линиями передачи с различными типами колебаний. Основными требованиями к этим узлам являются хорошее согласование в полосе частот и обеспечение необходимой электрической прочности.

Возбуждение прямоугольного волновода с волной основного типа H₁₀ от коаксиальной линии с волной типа T производится с помощью коаксиально-волноводных переходов (рисунок 8.13).

Рисунок 8.13 – Коаксиально-волноводные переходы: а – зондовый; б – с коаксиальным шлейфом; в – с поперечным стержнем; г – пуговичный

Основным элементом таких переходов являются штыри, которые размещаются в короткозамкнутом с одной стороны волноводе параллельно силовым линиям вектора E. Штырь в этом случае действует как эквивалентный электрический вибратор.

В зондовом переходе согласование перехода обеспечивается изменением длины зонда , подбором расстояний l и x, определяющих положение зонда в волноводе. Для широкополосных переходов диаметр зонда d увеличен. После экспериментальной доработки зондовый переход обеспечивает полосу частот 15-20% при КСВ≤1,05. Недостатком зондового перехода является снижение электрической прочности из-за концентрации силовых линий напряженности электрического поля на конце зонда. Этот недостаток в определенной мере преодолевается в переходе с последовательным шлейфом (рисунок 8.13 б), однако рабочая полоса частот при этом снижается до 7%.

Переход с поперечным стержнем (рисунок 8.13 в) имеет лучшие данные по согласованию и электрической прочности. Согласование производится индуктивной диафрагмой. В этой конструкции рабочая полоса частот около 15%.

Наиболее широкополосной конструкцией (относительная полоса 20% по уровню КСВ 1,05) достигается в коаксиально-волноводном переходе «пуговичного» или «пестикового» типа (рисунок 8.13 г). Широкополосность перехода обеспечивается экспериментальным подбором формы пестика, дополнительное согласование производится индуктивной диафрагмой.

Возбуждение волны низшего типа H₁₁ в круглом волноводе производится с помощью плавного перехода от прямоугольного волновода с постепенной деформацией поперечного сечения от прямоугольного к круглому (рисунок 8.14 а).

Рисунок 8.14 – Соосные переходы от прямоугольного волновода с волной к круглому волноводу с волной

Для обеспечения согласования длина перехода должна быть более длины волны.

Более компактный переход показан на рисунке 8.14 б. Этот переход использует промежуточную секцию овальной формы.

Коаксиально-полосковые переходы трансформируют волну типа T коаксиальной линии в волну квази-T полосковой линии. Такие переходы в зависимости от взаимного расположения соединяемых линий могут быть соосными или перпендикулярными (рисунок 8.15).

Рисунок 8.15 – Коаксиально-волноводные переходы

Для улучшения согласования в соосном переходе делаются скосы на соединяемом конце полоскового проводника (рисунок 8.15 а). Согласование перпендикулярного коаксиально-полоскового перехода (рисунок 8.15 б) производится подбором диаметра соединительного штыря, проходящего через диэлектрическую подложку, а так же длиной разомкнутого шлейфа из отрезка полоскового проводника. Коаксиальная часть перехода, как правило, оканчивается коаксиальным разъёмом (см. рисунок 8.1).