Таблица 52 Значения параметра р(Ыа-\), используемого прн моле1ирон;

2.0 3.110 3,0 3.097 4 0 3 073

Постоянная 7j Для волчы ho, опредепяется из формул

Значение р П01учают из табл 5 2 для чаданныя *начеиии отношении Ыа.

Выражение (5.4) для B/V„ получено вариационным методом в ко тором первая Е-волна высшего порядка описывается строго а все другие волны высших порядков - приближенно. Уравнение (5.4) действительно дтя Ху > [Ь - а). Погрешность расчета по этому урав иеиию составляет несколько процентов для Ыа < 5 и для А,,, не слишком близкой к критической длине первой волны высшего порядка.

Шайба на внешнем проводнике. Конфигурация неоднородности и ее эквивалентная схема показаны на рис. 5,1г. Здесь 1акже применимо уравнение (5.4). В том случае 2d - с а. а постоянные Л, и Л , он peдejfяютcя форму тами [2

Эквивалентная схема в виде реактивной проводимости законна в тех же областях параметров что и в предыдущем случае

.•.2,4 т-соединнние или штырь

в ко.\ксидльноп линии

Конфигурация Т-соединения и его эквивалентная схема показаны на рнс, в.\д. Ответвленная линия может рассматриваться как схема, соединенная параллельно с основной линией. Имеются экспериментальные результаты для некоторого набора параметров для 10 см

16].

Другие типы неоднородностей в коаксиальной линии встречаются менее часто: отверстие связи между двумя коаксиальными линиями; разветвление коаксиальной линии; небольшое эллиптическое или круглое отверстие во внешнем проводнике; коаксиальная линия излучающая в полубесконечное пространство; коаксиальная линия с бесконечным центральным проводником и др Эти неоднородности рассмотрены в работе Е2,

НРОДНОРОДНОСТИ в ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ВОЛНОВОДАХ

в литераторе исследованы характеристики некоторых типов неод иородностей в прямоугольных волноводах. К ним относятся: штыри металлические полоски, диафрагмы, окна, ступеньки повороты, Т-соединения, отверстия и др. На рис. 5.4--5.10 показаны конфигура ции н эквивалентные схемы индуктивного штыря, емкостного штыря трех индуктивных штырей, продольной и поперечной металлических полосок, тонкого диэлектрического штыря индуктивной и емкостной диафрагм, емкостной металлической полоски, отверстия, ступеньки в И- или Е-плоскости, поворота под прямым углом н Н- или Е-плоско-стй, Т-соединения вН или Е-плоскости. круглого окна в толстой перегородке в волноводе. Параметры эквивалентных схем этих неодиород ностей, приведенные в этом разделе, получены на основе квазистати ческой аппроксимации. Матрицы рассеяния, соответствующие пред ставленным эквивалентным схемам {за исключением Т-соединения) могут быть получены из Приложения 2,1.

Реактивные сопротивления неоднородностей, формулы для которых приведены далее, нормированы относительно волнового сопротивления волновода 2т6).а/{а/А,о). Реактивные проводимости неоднородностей нормированы аналогично

531 штыри в волноводь

Индуктивный штырь. Представляет собой металлический стержень установленный поперек волновода параллельно узким стенкам и еле довательно, ГЕвраллельно линиям электрического поля волны типа Н,. Конфигурация этой неоднородности и ее эквивалентная схема показаны на рис. 5.4а Далее рассматриваются штыри размещенные в центре волновода, вне центра волновода, и резонансные штыри. При веденные выражения в замкнутой форме реактивных сопротивлений [[Олучены методом согласования поля

Штыри, расположенные вне центра волновода 19 21 Реактивные противления могут быть записаны в виде

S In - smB

(5 5)

(5 6)

(57)

(>8)

S -LitgB- siri2U I V,in(2m(l)j[] (;] !. (5 4)

0 KXya ("ill)

Иссюльзуемые в э(их формулах обозначения размеров л( она показаны на рис- 5.4й- Для тонких стержней, у которых d зкнивалент-ная схема может быть представлена одиночным элементом Х- Эквивалентная схема, приведенная на рис, 5.4а. применима для длин волн удовлетворяющих неравенству а <; Х,, < 2 о. Точность расчета по вы ражениям (5.5) - (5,7) составляет несколько процентов если da <0.I0 и 0,2 < < О 8

Численные значения х„ и хь приведены в \2\ в виде графиков в функции d!a с параметром Ху/а д1я трех выбранных значений ха. равных 1,4; 1,2 и 1,1. Из этих графиков видно, что А,ДЯв, (2 a)J х

.sin (7ix-,/a) уменьшается с ростом отношений д:,/о и d/a. Для xj/a --

- 0,2 и ка 1 2 значение Л",, (2а)! ш- {лх,/а) уменьп1ается от 0,96до 0,38 при возрастании D/a от 0.02 до 0.14 Реактивное со против

чение ЛДв (2 а) увеличивается от О до 0,06 прн увеличении d>a от О

до 0.25 (для х,/а 0.2),

В некоторых случаях в качестве индуктивного стержня используется плоская металлическая полоска, Эквивалентная схема для этого слу чая может быть получена путем установления эквивалентности межд>

юлоской шириной w и эквивалентным стержнем диаметром D, Можно показать, что эквивалентность существует при w - 2d. Более точный анализ для металлических полосок приводится в следующем разделе

Штырн расположенные по центру волновода (.v-, u,2)i2j Выра жения для реактивных сопротивлений в этом случае имеют вид

5 12) (5 13)

-1[ (5 14а)

(5 140) (5.1,5)

Длина волнь в волноводе опреде-чнется формулой (5.10). Точность расчета по (5.12) - (5.15) составляет несколько процентов для Dla<, < 0.2, Экви-»алентная схема для центрального шшря. нокаганнаи ка рис. 5.4а, де.ствительна для 2а/3 <; Л. <; 2а

Отношение Хг,л„,(2а) возрастает от О до 0,24 пр и возрастании от ношения Dla от О до 0.25 {ia - 1.2). Отношение XaJ{2 с) умень шается от О,бдо О 05 при возрастании 0/а от 0.02 до 0,25 для V-a = 1,2

Резонансные штыри [9], Конфигурация резонансного шты?я в вол поводе показана на рис. 5.46 Анализ резонансных штырей произво днлся вариационным методом Предполага.юсь что распределение тока соответствовало выражению

!{у)-и<т[к(1-х,}]

(5 16)

которое справед1ИВ0 д1я тонких стержней (D Хо), расположен ных близко к стенке волновода. В этом случае nojnioe сопротивление штыря в волноводе определяется формулой

2D VfjffTIo

Х,ля резонансного штыря, расположенного вблизи центра волново A<i, выражения реактивного сопротивления в замкнутой форме не су щес1вует. Однако в работе (2J представлены эксшриментальные ре зультаты Д1Я реактивных сопротивлений Х„ и Л,, при следукяцих .значениях параметров; а 22,85 .мм; b = 10,16 ми; - 3,4; 3,2 и 3 см; D - 1.587; 3,174 и 6,348 мм и отношении Ib, изменяющихся в пределах от 0,25 до 1.0 Значение реактивного сопротивления можно также получить, устанавливая эквивалентность шжду стержнем и металлической полоской Оэв W!2. Выражения для узкой поперечной металлической полоски в волноводе приведены в подразд 5.3.2, Кроме этого, найдены значения реактивного сопротив..1ения штыря с эллиптическим поперечным сечением Результаты приведены в ра боте 121.

Емкостные штыри. Р.мкостным штырем в прямоугольном волноводе является .металлический стержень, ось которого перпендикулярна линиям электрического поли, как показано на рис. 5,4й. Предполагается, что стержень тонкий (D Ь) Выражения для элементов эквивалентной схемы, полученные вариационяым методсм 2). имеют вид

- QP А

(5.20) (5 21)

-к{2х D 2) [2

..(2*0

J {"> \7)

- il-cos(60F

где т) волновое сопротивление среды, а о - удельная проводимость штыря Из эгого выражения следует, что резо}1анснзя длина, соответствующая Im (Z) - О, может быть приблизительно определена по формуле

?.о ..-0.25Р ,5,8>

4 1п(4.., D)

Формулы справедливы только в том случае, когда концевой емкостью штыря можно пренебречь, т е если величина wCZq определяемая формулой

не превышает 0.(Л. Однако концевая емкость может быть нейтрализована некоторым уменьшением длины /, которая в этом случае записывается в виде

I

ln(<«, В)

8(4-0

[Ь 14)

Полное сопротивление резонансного штыря Zp становится денствитель ным и определяется но (5.17). (Лютветствующис вносимые потери (дБ) составляют 20 Ig (1 -т- (1/2 Zp)l

1 lp.Q.(l„i - /»Q= соьтв

A, = \* - p*qA~-In

2/> J 4 \ 3 I

(5 22)

(5 23)

e = iy,b (5.24)

Точность расчета по (5,20) и (5 21) составляет несколько проиентхэв. если 2 Ь<Хо: D/b < 0.1 и 0.2 < yjb < О 8 В [91 приведены также выражения для случая ра.чмешения штыря в центре волновода.

Если 2 b!>.s - 0.6, то отношение BqXb/(2 Ь) возрастает от О дд 0.195 а отношение BXJ (2 b) от О до 0.22 при увеличении DIb от О до 0 3

Три индуктивных штыря 191- Установка трех индуктивных штырей в волноводе показана на рис. 5.4г. Наличие двух штырей по обе сторо ны от центрального штыря приводит к подавлению четных типов волн