- •1.5. Спрямовані восьмиполюсники
- •1.5.1. Параметри спрямованих відгалужувачів і сфери їх застосування
- •1.5.2. Класифікація спрямованих відгалужувачів
- •1.5.3. Спрямовані відгалужувачі
- •1.5.3.1. Спрямований відгалужувач з двома отворами зв’язку
- •1.5.3.2. Відгалужувачі зі спрямованими елементами зв’язку
- •1.5.3.3. Спрямованні відгалужувачі у коаксіальному, смужковому та оптичному
- •1.5.4. Нвч мости
- •1.5.4.1. Шлейфний міст
- •1.5.4.2. Подвійний хвилевідний трійник
- •1.5.4.3. Кільцевий хвилевідний міст
- •1.5.4.4. Щілинний хвилевідний міст
- •1.5.4.5. Мости Ланге
- •Висновки
- •Запитання та завдання
- •Висновки
- •Запитання та завдання
1.5. Спрямовані восьмиполюсники
До спрямованих восьмиполюсників (рис.1.12) відносяться спрямовані відгалужувачі і мости, матриці розсіювання (S)яких мають вид (1.27).
Спрямований відгалужувач - це спрямований восьмиполюсник, що ділить вхідну потужність між його вихідними плечима в заданому співвідношенні. Або: спрямованим відгалужувачем називають чотирьохплечовий вузол, що відгалужує частину потужності хвилі, яка проходить по основному тракту в одне з плечей допоміжного тракту.
1.5.1. Параметри спрямованих відгалужувачів і сфери їх застосування
Спрямований відгалужувач (СВ) – це восьмиполюсний пристрій, що складається з двох ЛП (рис. 1.116), зв’язаних між собою зосередженими чи розподіленими елементами зв’язку.
Рис.1.116
поширення коливань протилежні протиспрямованим (рис. 1.116.б). Плече 3 називають плечем спрямованого зв’язку; плече 4, на вхід якого коливання проходять лише внаслідок неідеальності конструкції та паразитних зв’язків, ізольованим (розв’язаним). Спрямована дія відгалужувача забезпечується спеціальним підбором виду електромагнітного зв’язку між основною та побічною ЛП. Плече 2 – це плече прямого проходження.
Властивості ідеального спрямованого відгалужувача повністю характеризується величиною коефіцієнта передачі ( ) або перехідним послабленням (С) та фазовим зсувом сигналів у вихідних плечах. Для реальних відгалужувачів вводяться ще два
параметра: спрямованість (Д) і КСХ.
Перехідне ослаблення С, що характеризує відносне значення відгалуженої потужності (рис. 1.116):
Його можна також визначити через коефіцієнт передачі спрямованого відгалужувача,
наприклад (рис.1.116.а):
Перехідне ослаблення спрямованого відгалужувача, як і коефіцієнт передачі, залежить від типу елементів зв’язку їх кількості, розмірів і місце розміщення, а також від частоти.
Спрямованістю відгалужувача називається величина, яка характеризує відмінність рівнів потужності в децибелах сигналів які поширюються у протилежних напрямках (прямому та в ізольованому) допоміжного хвилеводу в режимі біжучих хвиль в основному хвилеводі.
Спрямованість реальних спрямованих відгалужувачів знаходиться в межах Д = (20-50) дБ. Спрямованість ідеального відгалужувача дорівнює нескінченності.
Коефіцієнт стоячої хвилі спрямованого відгалужувача характеризує відбивання, яке виникає в основному хвилеводі із-зі наявності елементів зв’язку. Треба розрізнити КСХ основного тракту і КСХ допоміжного тракту спрямованого відгалужувача. КСХ допоміжного тракту, як правило, більший завдяки наявності додаткових неоднорідностей (наприклад згинів) для реального відгалужувача КСХ в основному хвилеводі лежить в межах 1,05 – 1,1.
В більшості випадків для визначення потужності чи амплітуди коливань у вихідних плечах відгалужувача можна допустити, що відгалужувач ідеальний. Причому справедливо слідуючи співвідношення: Рпад=Рпр+Рвід.
Рвід можна виразити через коефіцієнт передачі
. І тоді
Крім розглянутих параметрів, спрямований відгалужувач характеризується максимально допустимою потужністю. Величина допустимої потужності для відгалужувача менша, ніж для однорідної ділянки хвилеводу, так я к наявність елементів зв’язку знижує електричну потужність. Це дуже суттєво при включенні спрямованого відгалужувача в тракт, по якому передається велика потужність.
Спрямовані відгалужувачі знаходять широке застосування в техніці НВЧ. Вони застосовуються в вимірювальній техніці, в обираючих з’єднаних, в смугових фільтрах та інше. Спрямовані відгалужувачі застосовують також для розв’язки генераторів, які працюють на одне навантаження і в якості елементів зв’язку. Основна перевага спрямованих відгалужувачів, як елементів зв’язку, пере іншими видами зв’язку в лініях передачі (наприклад штирями) полягає в малій реакції на основну лінію.
В вимірювальній техніці спрямовані відгалужувачі найбільш часто використовують для визначення потужності, яка передається по хвильовому тракту, коефіцієнта відбивання і КСХ в тракт.
Для визначення потужності в тракті вимірюють потужність на вході допоміжного хвилеводу спрямованого відгалужувача. Потім за величиною відгалуженої потужності, знаючи перехідне послаблення спрямованого відгалужувача, визначають потужність в основному тракті. Щоб визначити коефіцієнт відбивання, необхідно виміряти потужність, відгалужена за рахунок падаючої і відбитої хвилі у відповідних плечах допоміжного хвилеводу відгалужувача. За відомим коефіцієнтом відбивання визначається КСХ в тракті: .