ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Многополюсные элементы из "Оптимальный синтез устройств СВЧ с Т-волнами " Общие сведения. Вид 4-, 6-, 8-полюсных элементов, выполненных на основе одиночных и связанных ЛП с Т-волнами, показан на рис. 2.1. Два основных свойства ЛП с Т-волнами—неограниченный со стороны низких частот рабочий диапазон и отсутствие дисперсии—предопределяют такие существенные достоинства устройств СВЧ, как щирокополосность, малые габариты и масса, небольшая стоимость, высокий коэффициент унификации. В связи с этим показанные на рисунке элементы широко используются при построении разнообразных устройств трансформаторов сопротивлений, фильтров, делителей, ответвителей, фазовращателей, корректоров, нагрузочных элементов. [c.42] Необходимыми для потенциальности полей в ЛП и существования Т-волН являются условия а) однородности н изотропности магнитодиэлектрического заполнения линии б) отсутствия потерь в проводниках. Поскольку выполнение требования б) практически не обеспечивается, в ЛП всегда распространяются волны, структура поля которых несколько отлична от структуры поля Т-волны, Однако при выполнении условия а), а также малости потерь в проводниках и малости поперечных размеров ЛП по сравнению с длиной волны возмущение поля Т-волны оказывается незначительным [37]. При этом соответствующим образом модифицированные телеграфные уравнения (в правые части которых добавлены члены, учитывающие потери) могут применяться для описания свойств ЛП во всем частотном диапазоне их использования, т. е. вплоть до частоты отсечки первого высшего типа электромагнитной волны. [c.43] Необходимо отметить, что выполнение указанных требований в наибольшей степени может быть обеспечено для ЛП с воздушным заполнением, так как для любых видов твердых магнитодиэлектриков практически всегда имеют место неоднородность и анизотропия магнитных и диэлектрических свойств, т. е. нарушение в какой-то степени условия а). Еще более значительное нарушение этого условия имеет место для ЛП с неоднородным в поперечном сечении заполнением. Поэтому использование телеграфных уравнений для описания свойств микрополосковых, копланарных и подобных типов ЛП оправдано на сравнительно низких частотах. [c.43] Величина R характеризует диссипативные потери в металлических проводниках Gi—потери в заполнении. Погонные параметры 1, С], Rx, Gl являются функциями геометрических размеров проводников в поперечном сечении, а также электрофизических параметров проводников и заполнения линий. Погонные параметры определяются в результате электродинамического анализа ЛП. Этот вопрос рассмотрен в гл. 4. [c.44] Четырехполюсные элементы на основе ступенчатых Л П. При построении СВЧ устройств часто используется каскадное соединение отрезков одиночных - однородных ЛП, отличающихся друг от друга геометрическими размерами и погонными параметрами (рис. 2.2,6). Геометрические размеры ЛП таковы, что распространяющейся в иих является только Т-волна. Исследование свойств таких соединений требует решения электродинамической задачи о дифракции электромагнитной волны на сосредоточенных неоднородностях, образованных стыками ЛП. Это решение, как правило, связано со значительными трудностями. В основном они обусловлены трудностями анализа высших типов собственных волн ЛП со сложной формой поперечного сечения. Единственным типом ЛП, для которой задача анализа собственных воли допускает сравнительно простое аналитическое решение, является коаксиальная ЛП [139]. В связи с этим оказывается возможным построение точных математических моделей весьма сложных соединений отрезков коаксиальных ЛП [140, 141]. [c.44] Вследствие трудностей строгого анализа каскадного соединения однородных ЛП находит применение приближенный подход, основанный на использовании допущения о непрерывности напряжений и токов на стыках ЛП. Применение этого подхода соответствует одноволновому приближению для полей в исследуемых СВЧ элементах. При использовании некоторых мер (см. введение) обеспечивается приемлемая в большинстве практических случаев точность моделей элементов. [c.44] Одноволновую модель каскадного соединения можно уточнить путем учета высших затухающих типов волн однородных ЛП [30]. Другой часто используемый подход заключается в представлении неоднородностей эквивалентными схемами с сосредоточенными параметрами. Оставаясь в этом случае формально в рамках одноволновой модели, тем ие менее получаем возможность более точного описания свойств каскадных соединений. При использовании, например, (2.5) учет неоднородностей сводится к добавлению в правую часть (2.5) матриц сомножителей [о ], характеризующих свойства неоднородностей. [c.45] Четырехполюсные элементы на основе плавных НЛП. Рассмотрим НЛП, включенную в точках г —О, I между ЛП /, И с различными поперечными сечениями (рис. 2.3,а). Будем считать, что геометрические размеры НЛП на интервале [О, /] изменяются непрерывно, магнитодиэлектрическое заполнение линий /, II и НЛП является однородным и изотропным и геометрические размеры ЛП таковы, что распространяющейся в них может быть только Т-волна. [c.45] На неоднородный участок из области 2=-—оо падает Т-волна. В результате дифракции образуются отраженная и прошедшая волны. Описание 4-полюсного элемента сводится к нахождению матрицы рассеяния либо другого дескриптора, характеризующего эффекты отражения Т-волны от НЛП и передачи ее через отрезок НЛП. [c.45] Таким образом, с точностью до фаз элементы матрицы рассеяния могут быть выражены через 5ц . [c.46] С учетом свойства симметрии (5ц=52г) матрица рассеяния (2.7) 4-полюсного элемента принимает вид (В.4). Важное свойство симметричных элементов состоит в постоянстве разности фаз отраженной и прошедшей через элемент волн. Свойство это следует из тождества агд5ц—avgSi2=nl2. [c.47] Соотношения (2.12) полностью описывают свойства 8-полюсного элемента. [c.49] Четырехполюсники четного и нечетного типов возбуждения представляют собой одиночные ЛП. В одноволновом приближении они могут быть охарактеризованы функциями волновых сопротивлений р++(2), р+ (г) и фазовой постоянной р. Свойства 4-полюсников описываются (2.1), (2.2). [c.49] Случаю К=0 соответствуют одиночные ЛП (р++ = р+-=ро). [c.50] Вернуться к основной статье