Толқын өткізгіштердің кедергілердің сәйкестігіне қалай қол жеткізуге болады?Микрожолақты антенналар теориясындағы тарату желісі теориясынан біз электр беру желілері арасында немесе электр беру желілері мен жүктемелер арасындағы кедергілердің сәйкестігіне жету үшін максималды қуат беру және ең аз шағылысу жоғалтуына қол жеткізу үшін сәйкес сериялы немесе параллельді тарату желілерін таңдауға болатынын білеміз.Микрожолақ сызықтарындағы кедергілерді сәйкестендірудің бірдей принципі толқын өткізгіштердегі кедергілерді сәйкестендіруге қолданылады.Толқынды бағыттаушы жүйелердегі шағылысулар кедергілердің сәйкес келмеуіне әкелуі мүмкін.Кедергінің нашарлауы орын алған кезде, шешім электр беру желілерімен бірдей, яғни қажетті мәнді өзгерту Толқындық кедергі сәйкессіздікті жеңу үшін толқын өткізгіштің алдын ала есептелген нүктелеріне орналастырылады, осылайша шағылысулардың әсерін жояды.Тасымалдау желілері кесілген кедергілерді немесе түйреуіштерді пайдаланса, толқын өткізгіштер әртүрлі пішіндегі металл блоктарды пайдаланады.
1-сурет: Толқын өткізгіш ирис және эквивалентті схема,(a)Сыйымдылық;(b)индуктивті;(c)резонанстық.
1-суретте көрсетілген пішіндердің кез келгенін қабылдайтын және сыйымдылық, индуктивті немесе резонанстық болуы мүмкін кедергілерді сәйкестендірудің әртүрлі түрлері көрсетілген.Математикалық талдау күрделі, бірақ физикалық түсініктеме олай емес.Суреттегі бірінші сыйымдылықты металл жолақты ескере отырып, толқын өткізгіштің үстіңгі және астыңғы қабырғалары арасында болған потенциал (басым режимде) енді жақын жерде екі металл бетінің арасында бар екенін көруге болады, сондықтан сыйымдылық The ұпай артады.Керісінше, 1б-суреттегі металл блок токтың бұрын өтпеген жерден өтуіне мүмкіндік береді.Металл блоктың қосылуына байланысты бұрын күшейтілген электр өрісінің жазықтығында ток ағыны болады.Демек, энергияның жинақталуы магнит өрісінде орын алады және толқын өткізгіштің сол нүктесіндегі индуктивтілік артады.Сонымен қатар, егер c суретіндегі металл сақинаның пішіні мен орны дұрыс жобаланса, енгізілген индуктивті реактивті және сыйымдылық реактивтілік тең болады, ал апертура параллель резонанстық болады.Бұл негізгі режимнің кедергіні сәйкестендіру және баптау өте жақсы екенін білдіреді және бұл режимнің маневрлік әсері шамалы болады.Дегенмен, басқа режимдер немесе жиіліктер әлсіретіледі, сондықтан резонанстық металл сақина жолақ сүзгісі ретінде де, режим сүзгісі ретінде де әрекет етеді.
2-сурет: (a) толқын өткізгіш тіректер; (b) екі бұрандалы сәйкестік
Реттеудің тағы бір жолы жоғарыда көрсетілген, мұнда цилиндрлік металл тірек кең жақтардың бірінен толқын өткізгішке дейін созылып, сол нүктеде кесінді реактивтілікті қамтамасыз ету тұрғысынан металл жолақ сияқты әсер етеді.Металл посты толқын өткізгішке қаншалықты созылатынына байланысты сыйымдылық немесе индуктивті болуы мүмкін.Негізінде, бұл сәйкестендіру әдісі мынада: мұндай металл тірек толқын өткізгішіне аздап созылғанда, ол сол нүктеде сыйымдылық қабылдағышты қамтамасыз етеді және ену толқын ұзындығының төрттен біріне дейін сыйымдылық қабылданады. Осы кезде сериялық резонанс пайда болады. .Металл бағананың одан әрі енуі индуктивті қабылдағыштың қамтамасыз етілуіне әкеледі, ол кірістіру толық болған сайын төмендейді.Ортаңғы нүктедегі қондырғыдағы резонанс қарқындылығы бағанның диаметріне кері пропорционал және сүзгі ретінде пайдаланылуы мүмкін, алайда бұл жағдайда ол жоғары ретті режимдерді беру үшін жолақты тоқтату сүзгісі ретінде пайдаланылады.Металл жолақтардың кедергісін арттырумен салыстырғанда, металл тіректерді пайдаланудың басты артықшылығы - оларды реттеу оңай.Мысалы, толқын өткізгіштің тиімді сәйкестігіне қол жеткізу үшін баптау құрылғылары ретінде екі бұранданы пайдалануға болады.
Резистивтік жүктемелер және аттенюаторлар:
Кез келген басқа тарату жүйесі сияқты, толқын өткізгіштер кейде кіретін толқындарды шағылыстырусыз толық сіңіру және жиілікке сезімтал емес болу үшін импеданстың тамаша сәйкестігін және реттелетін жүктемелерді қажет етеді.Мұндай терминалдарға арналған қолданбалардың бірі - жүйеде ешқандай қуатты сәулелендірмей әртүрлі қуат өлшемдерін жасау.
сурет 3 толқын өткізгіш кедергі жүктемесі(a)бір конустық(b)қос конустық
Ең көп тараған резистивті аяқтау толқын өткізгіштің соңында орнатылған және шағылысуларды тудырмау үшін конустық (ұшы кіріс толқынға бағытталған) жоғалған диэлектриктің бөлімі болып табылады.Бұл жоғалтатын орта толқын өткізгіштің бүкіл енін алуы мүмкін немесе 3-суретте көрсетілгендей толқын өткізгіштің соңының ортасын ғана алуы мүмкін. Конус бір немесе екі конустық болуы мүмкін және әдетте ұзындығы λp/2, жалпы ұзындығы шамамен екі толқын ұзындығымен.Әдетте сыртында көміртекті пленкамен немесе су шынысымен қапталған шыны сияқты диэлектрлік пластиналардан жасалған.Қуаттылығы жоғары қолданбалар үшін мұндай терминалдарда толқын өткізгіштің сыртына жылу қабылдағыштар қосылуы мүмкін және терминалға жеткізілетін қуат жылу қабылдағыш арқылы немесе ауаны мәжбүрлі салқындату арқылы таратылуы мүмкін.
4-сурет Жылжымалы қалқанды әлсіреткіш
Диэлектрлік аттенюаторларды 4-суретте көрсетілгендей алмалы-салмалы етіп жасауға болады. Толқын өткізгіштің ортасына орналастырылған, оны толқын өткізгіштің ортасынан бүйірлік бағытта жылжытуға болады, бұл жерде ол ең үлкен әлсіреуді қамтамасыз етеді, әлсіреу айтарлықтай азаятын шеттерге. өйткені доминантты режимнің электр өрісінің кернеулігі әлдеқайда төмен.
Толқынбағыттағы әлсіреу:
Толқын өткізгіштердің энергетикалық әлсіреуі негізінен келесі аспектілерді қамтиды:
1. Толқын өткізгіштің ішкі үзілістерінің немесе тураланбаған толқын өткізгіш бөліктерінің шағылыстары
2. Толқын өткізгіш қабырғаларда ағып жатқан ток әсерінен болатын шығындар
3. Толтырылған толқын өткізгіштердегі диэлектрлік шығындар
Соңғы екеуі коаксиалды сызықтардағы сәйкес шығындарға ұқсас және екеуі де салыстырмалы түрде аз.Бұл жоғалту қабырға материалына және оның кедір-бұдырына, қолданылатын диэлектрикке және жиілікке (тері әсеріне байланысты) байланысты.Жезден жасалған құбыр үшін диапазон 5 ГГц жиілікте 4 дБ/100 м-ден 10 ГГц-те 12 дБ/100 м-ге дейін, бірақ алюминий өткізгіш үшін диапазон төменірек.Күміспен қапталған толқын өткізгіштер үшін жоғалтулар әдетте 35 ГГц-де 8дБ/100м, 70 ГГц-де 30дБ/100м және 200 ГГц-те 500 дБ/100м-ге жақын болады.Шығындарды азайту үшін, әсіресе ең жоғары жиіліктерде, толқын өткізгіштер кейде (ішкі жағынан) алтынмен немесе платинамен қапталған.
Жоғарыда айтылғандай, толқын өткізгіш жоғары жиілікті сүзгі ретінде әрекет етеді.Толқын өткізгіштің өзі іс жүзінде шығынсыз болғанымен, шекті жиіліктен төмен жиіліктер қатты әлсірейді.Бұл әлсіреу таралудан гөрі толқын өткізгіш аузындағы шағылысумен байланысты.
Толқынды өткізгіштің қосылуы:
Толқын өткізгіш бөліктері немесе құрамдас бөліктер біріктірілген кезде, әдетте фланецтер арқылы ілінісу жүреді.Бұл фланецтің функциясы тегіс механикалық қосылымды және қолайлы электрлік қасиеттерді, атап айтқанда, төмен сыртқы сәулеленуді және төмен ішкі шағылуды қамтамасыз ету болып табылады.
Фланец:
Толқынды бағыттаушы фланецтер микротолқынды байланыстарда, радиолокациялық жүйелерде, спутниктік байланыстарда, антенналық жүйелерде және ғылыми зерттеулерде зертханалық жабдықтарда кеңінен қолданылады.Олар әртүрлі толқын өткізгіш бөліктерін қосу, ағып кету мен кедергілердің алдын алу және жиілікті электромагниттік толқындардың жоғары Сенімді берілуін және дәл орналасуын қамтамасыз ету үшін толқын өткізгіштің дәл туралануын қамтамасыз ету үшін қолданылады.Әдеттегі толқын өткізгіштің 5-суретте көрсетілгендей әр ұшында фланец болады.
5-сурет (а) кәдімгі фланец; (b) фланецті муфта.
Төменгі жиіліктерде фланец дәнекерленген немесе толқын өткізгішке дәнекерленген болады, ал жоғары жиіліктерде жалпақ түйіспелі жалпақ фланец қолданылады.Екі бөлік біріктірілген кезде, фланецтер бір-біріне бұрандалармен бекітіледі, бірақ қосылымдағы үзілістерді болдырмау үшін ұштары тегіс аяқталуы керек.Кейбір түзетулермен құрамдастарды дұрыс туралау оңайырақ, сондықтан кішірек толқын бағыттағыштары кейде сақиналы гайкамен бұралуға болатын бұрандалы фланецтермен жабдықталған.Жиілік ұлғайған сайын толқын өткізгіш байланысының өлшемі табиғи түрде азаяды, ал байланыс үзілісі сигнал толқын ұзындығы мен толқын өткізгіш өлшеміне пропорционалды түрде үлкен болады.Сондықтан жоғары жиіліктердегі үзілістер қиынырақ болады.
6-сурет (a) Дроссельдік муфтаның көлденең қимасы; (b) дроссель фланецінің соңғы көрінісі
Бұл мәселені шешу үшін 6-суретте көрсетілгендей, толқын өткізгіштер арасында кішкене саңылау қалдыруға болады. Кәдімгі фланец пен дроссель фланецінен тұратын дроссельдік муфта.Ықтимал үзілістердің орнын толтыру үшін дроссель фланецінде L-тәрізді қимасы бар дөңгелек дроссель сақинасы қолданылады, бұл тығыз байланысқа қол жеткізу үшін.Кәдімгі фланецтерден айырмашылығы, дроссель фланецтері жиілікке сезімтал, бірақ оңтайландырылған дизайн SWR 1,05-тен аспайтын ақылға қонымды өткізу қабілеттілігін (орталық жиіліктің 10%-ы) қамтамасыз ете алады.
Жіберу уақыты: 15 қаңтар 2024 ж
