Мостовые устройства СВЧ

Мостами СВЧ называются направленные ответвители с переходным ослаблением 3 дБ. Таким образом, мост делит мощность поровну между плечами 3 и 4 (см. рис. 7.7). Различают следующие мостовые устройства СВЧ: волноводно-щелевые мосты в Н- и £-плоскостях; кольцевой мост; двойной Г-мост; свернутый двойной Т^-мост. Мосты СВЧ, являясь частным случаем направленных ответвителей, на эквивалентной схеме отображаются в виде восьмиполюсника.

Волноводно-щелевой мост в плоскости Н (рис. 1.\2,а) представляет собой два пря­моугольных волновода, часть общей узкой стенки которых длиной вырезается. В ре-

зультате образуется широкий прямоугольный волно­вод с размерами поперечного сечения Размер А этого волновода выбирают таким образом, чтобы в нем распространяющимися были волны и т.е.

При возбуждении плеча / волной в

широком волноводе возбуждаются волны и Эпюры поперечных составляющих электрического поля этих волн в месте возбуждения показаны на рис. 7.13. Из графиков следует, что в области второго входа моста волны и широкого вол-

новода находятся в противофазе, поэтому плечо 2 яв­ляется развязанным. Волны и в широком вол­ новоде имеют разные фазовые скорости. Поэтому в месте расположения плеч 3 и 4 они приобретают раз­ность фаз , где , Здесь ;

- продольные постоянные распространения волн и в

широком волноводе. Чтобы мощность поделилась поровну между плечами 3 и 4 необ­ходимо так выбрать длину чтобы и = 0, 1, 2, . Таким образом, наи­меньшая длина моста определяется из условия и

Аналогично работает волноводно-щелевой £-мост (рис. 7.12,6). Он представляет собой два прямоугольных волновода, в общей широкой стенке которых прорезано два примыкающих к узким стенкам прямоугольных отверстия. Таким образом, на участке длиной образуется прямоугольный коаксиал. В области отверстий связи возбуждают­ся волны Т и Длину моста выбирают из условия обеспечения разности фаз между этими волнами :

где

Волноводно-щелевые мосты в Я- и ^-плоскостях имеют одинаковые матрицы рассеяния:

Кольцевой мост представляет собой свернутую в кольцо линию передачи длиной в которую с интервалом включены четыре входные линии передачи. В ка­честве линии передачи могут быть использованы прямоугольный волновод в Е- и

//-плоскостях, коаксиал, полосковая линия и т.п. Для примера на рис. 7.14 представлен кольцевой мост в полосковом исполнении. При возбуждении первого плеча в обе стороны по кольцу распространяются волны, которые в области плеч 2 и 4 оказываются синфазны­ми, а в области плеча 3 - противофазными. Поэтому мощность делится поровну между плечами 2 и 4, а плечо 3 - развязано. При этом плечи 2 и 4 возбуждаются в противофазе, так как расстояние между ними по кольцу . Согласование входов моста обеспечивает­ся подбором волновых сопротивлений входных линий и линий кольца. Возбуждая после­довательно все плечи кольцевого моста, можно составить его матрицу рассеяния:

i--------------------------------------------------------------------- 1

Двойной Г-мост является еще одним представите­лем волноводных мостовых устройств (рис. 7.15). Он представляет собой гибрид волноводных Е- и //-трой­ников (см. рис. 7.4). При возбуждении плеча / мощность делится поровну между плечами 3 и 4, возбуждая их синфазно. Плечо 2 оказывается развязанным, так как век­тор электрического поля волны плеча / оказывается ориентированным вдоль волновода плеча 2 и в нем воз­ буждаются волны типа Е, которые находятся в закрити- | ческом режиме. При возбуждении плеча 2 мощность также делится поровну между плечами 3 и 4, возбуждая их однако в противофазе. Плечо / оказывается развязан­ным, так как вектор электрического поля волны плеча 2 ориентирован параллельно широким стенкам волновода плеча /ив нем возбуждаются волны типа (п = = 1,2, ...), которые находятся в закритическом режиме. Учитывая взаимность данного устройства, можно составить его матрицу рассеяния:

Отличительной особенностью двойного Г-моста является то, что он складывает мощности синфазных равноамплитудных источников, подключенных к пле­чам 3 и 4, в плече /, а противофазных - вллече 2. По­этому такие устройства находят применение в антен- I нах моноимпульсных радиолокационных станций для формирования суммарно-разностных диаграмм на­ правленности.

Свернутый двойной Г-мост (рис. 7.16) является разновидностью двойного Г-моста и имеет такую же матрицу рассеяния.

//7л ВГ ПрСВЧУ2