Направленным ответвителем (НО) называется устройство, позволяющее ответвлять из основного тракта раздельно мощность падающей и отраженной волн.

НО состоит из двух взаимно перпендикулярных отрезков волновода, имеющих общую широкую стенку. Элементом связи является крестообразное отверстие, прорезанное в общей широкой стенке волноводов. Оно представляет собой две излучающие щели продольную и поперечную, которые для вспомогательного волновода являются возбуждающими источниками. Каждая щель возбуждает во вспомогательном волноводе волны, которые в одном плече вычитаются, а в другом – суммируются.

Устройство ответвителя можно проследить на рис. 1.11. Если по основному волноводу энергия распространяется в направлении 1–2 (падающая волна), то часть этой энергии ответвляется в плечо 4. Если по основному волноводу энергия распространяется в направлении 2–1 (отраженная волна), то часть этой энергии ответвляется в плечо 3, где она поглощается нагрузкой.

При обратном включении ответвителя в плечо 4 будет ответвляться энергия пропорциональная уровню мощности отраженной волны, а поглощаться нагрузкой будет часть энергии падающей волны.

Докажем, что НО обладает направленными свойствами. На рис. 1.12 изображена падающая и отраженная волна с соответствующими им токами проводимости и смещения. На рис. 1.12, а изображена падающая

Рис.1.11. Устройство ответвителя

волна (вектор Пойтинга направлен к плечу 2), на рис. 3.12, б – отраженная волна (вектор Пойтинга направлен к плечу 1).

Рис.1.12.Распространение волн в направленном ответвителе

Рассмотрим отдельно продольную и поперечную щель НО. Направленный ответвитель изобразим схематично (см. рис. 1.13).

рис.1.13. Эквивалентная схема направленного ответвителя

Поперечная щель (рис. 3.13, а), прерывающая продольные токи в основном волноводе, является продольной щелью вспомогательного волновода. На краях щели будут накапливаться заряды, которые возбуждают волну Н₁₀ во вспомогательном волноводе. Эта волна распространяется как в плечо 3 так и в плечо 4. Такую щель на эквивалентной схеме можно представить генератором ЭДС, подключенным параллельно к плечам 3 и 4. Такой генератор запитывает плечи 3 и 4 синфазно.