Переходы с коаксиального кабеля на волновод

При рассмотрении рупорных антенн было указано, что их возбуждают посредством волноводов. Когда питание рупор­ной антенны (будь то самостоятельная антенна или облуча­тель) осуществляется также волноводом, то здесь никаких проблем не возникает: питающий волновод обычным образом сочленяется с рупором.

В тех же случаях, когда канализация энергии между аппаратурой и антенным устройством произво­дится по коаксиальному ка­белю, приходится применять специальные переходы с коак­сиального кабеля на волновод.

Такой волноводно-коаксиальный переход должен удов­летворять следующим требова­ниям:

— быть согласованным, т. г. при наличии бегущей волны в волноводе в кабеле не должно быть отраженных волн (точнее, их амплитуда должна быть минимальной). И, наоборот, при нагрузке перехода со стороны коаксиала на согласованное сопротивление в волноводе также должен быть режим бегу­щей волны;

— обеспечивать возбуждение в волноводе только требуе­мого типа колебаний (в антеннах это обычно основная маг­нитная волна).

На рис. 92 представлен простейший волноводно-коаксиальный переход, который состоит из вибратора 3, помешен­ного в волновод 2перпендикулярно широким стенкам послед­него. Вибратор питается посредством коаксиальной линии, которая подключается к кабельному разъему 1. Слева вол­новод замкнут, поэтому колебания в нем могут распростра­няться слева направо. Для получения хорошего согласова­ния вибратор размещают от короткозамкнутого дна волновода на расстоянии, примерно равном четверти волноводной волны:

Λ = (47)

Переходное устройство, показанное на рис. 92, мало при­годно для работы в широким диапазоне частот как из-за недостаточного согласования, так и из-за возникновения ко­лебаний высших порядков при значительных укорочениях рабочей волны.

Эти недостатки устранены в конструкции волноводно-коаксиального перехода, изображенного на рис. 93, который состоит из волновода 2, вибратора 4 и металлических плавно уменьшающихся выступов 3, поперечный размер которых с делается уже широкой стороны а волновода.

Размещая подобные вкладыши симметрично относи­тельно оси волновода и подбирая их размеры, можно обеспе­чить выполнение вышеприведенных требований к волноводно-коаксиальному переходу в весьма широком диапазоне частот.

Так, например, переход, представленный на рис. 93, с раз­мерами l₂= 1,21l_кр, l₁ = 0,065l_кр и с = , будучи помещенным в стандартный волновод 10-сантиметрового диапазона, для которого критическая длина волны l_кр = 14,4 см, обес­печивает вполне удовлетворительную работу более чем в 2,5-кратном диапазоне частот. Свидетельством сказанному может служить рис. 94, на котором приведена снятая экспе­риментально частотная зависимость (КБВ) в 50-омной коак­сиальной линии для случая подключения указанного пере­хода со стороны волновода к согласованной нагрузке.

Существуют и другие конструкции волноводно-коаксиальных переходов, однако по принципу своего действия они по­добны рассмотренным.