sin0..d (art) p I n (mfta);

Графики зависимости реактивных сопротивлений Х„ н ог тол-]1ины перегородки t. которан изменяется в пределах от О до 5,1 мм, пред-став-гены в [2], Зги кривые построены для 3 см-диаиа чона волн ("длина волны равна 3,2 см) дчя отверстия диаметром 9,52 мм. Из этих графиков видно, что дпя выбранных значений параметров ве-тичина Х, возра стает от О до 0,53, а величина Х„ уменьшается от 0,44 до О, !8.

Отверстие в перегородке нулевой толщины. Эквивалентная схема центрального круглого отнерстия в перетродке нулевой толщины ct) держит Только парзллсл[.нук1 реактибн;ю проводимость 8.

Небольшое эллиптическое отверстие в перегородке нулевой тол щины. Конфигурация эгой неоднородноеги показана на рис. 5.106 Параметры эквивалентной схемы получены методом решения интегральных уравнений в предположении, что больший размер отверстия мал по сравнению с отношением ХЫ а а <Г <, 2 а-

В- Jl-l] (5.У4,

К (f.) ч Е (е)- полные эллиптические интегралы первого и второго рода соответственно Эксцентриситет е определяется формулой

tV\ - (4/d,)

В частном случае круглого отверстия размещенного в центре d, -d,-d и

(5 95)

Глава 6

НЕОДНОРОДНОСТИ В полосковых и МИКРОПОЛОСКОВЫХ линиях

0шсэцие реактивных неоднородностей полоскон>1х и микрополос ковых линий, как и в случае коаксиальных и волноводных линий, имеет большое значение К неоднородностим в полосковьх и никрополоско вых линиях можно отнести разомкнутый конец линии, ра.зрыв, скачок по ширине, поворот линии, Т-соединение, пересечение линий (Х-сое дннеиие) и др. (рис. fi.l). На рис, 6 1 показаны элеметы схем, в кото I ых Эти неоднородности могут быть использовакы.

Большинство неоднородностей, представленных иа рис. 6.1, яв ляется Причиной возникновения «паразитных» реактивных сопротивлений. Эти реактивные неоднородности не вносятся намеренно (за исключением таких, как разрыв, отверстие и паз в полосковом проводнике), В ,гом отношении неоднородности в [1оло(,-кпвых и мнкрополос-1овых шниях отличаются от неоднородностей в волноводах, рассмот-

j Резано то/» j Сеязь резонатора

.............................Цепи счЕщени

1 Трансформатаро. J canpoTiuSnema

Изгид под пря

ОтветЙопуяи

юлнороддост<:й .

\ оОырное применение в СВЧ yctpobimib

ренных в разд. 5.3, где большинство неоднородностей вводятся снеци ально для реализации требуемых параметров устройств

Неодпородпостн в полосковых и микрополосковых линиях возни кают при резком изменении размеров полоскового проводника, что п[жшдит к искажениям в распределении электрического и магнитного полей. Искажения в распределении электрического поля могут быть описаны включением 3KBHBaj:eHniOH емкости а искажения в распределении магнитного поля - эквивалентной индуктивности. Неоднород 1юст)1 характеризуются этими емкостями и индуктивностями В этой главе собраны характеристики различных наиболее важных неоднородностей, рассмотрены их эквивалентные схе.чы. Для элементов экви валентных схем приводятся приближенные формулы, имекниис замк нутую форму Указывается точность .этих формул, Приводятся тнпо вые значения параметров эквивалентных схем, Для большинства ие однородностей могут быть получены матрицы рассеяния на основании приложения 2,1. Для Т-соедииснии матрицы рассеяния даны в под разд. 6.1.6 и 6.2.6

В некоторых случаях встречаются неоднородности, конфигурации которых не рассмотрены в данной главе и соответствующие характер» стики которых неизвестны. Кроме того иногда возникает необходи чость использовать устройства с параметрами, для которых прнблн женные выражения приведенные в этой главе, несправедливы (напри мер. подложки. zo н др.). Для того чтобы в таких 1у1учаих пол\чить модели неоднородно< -тей, необходимо производить измерения методы которых рассматриваются в гл. 10.

ы НЕОДНОРОДНОСТИ в полосковой линии

Неодиородпости центрального проводника полосковой линии всесторонне изучены а работах [1 2]. Некоторые важные неоднородн(к;ги рассмотрены в этой главе Это разомкнугый конец лнннн. круглое от верстие в полосковом проводнике, скачок по ширине, разрыв и поворот центрального проводника, Т-соединение. Конфигурации этих неодно родностсй и их эквивалентные схемы показаны на рис 6.2. Приведен ные здесь приближенные выражения, полученные в [ I -3), имеют замк нутую форму. В этих выражениях 1юд реактивными сопротивлениями и реактивными пгюводн мостя ми полосковых проводников понимаются нормированные значения относительно Z,, и соответственно. При анализе неоднородностей центральный полосковый проводник шириной w заменяется эквивалентным полосковым проводником шириной d

1 1п (2/ ь)\ дтя 0.5

W +-1п2- -jl-In(2 fc) адя 1ГЬ>0 5

(6 1а) (6 16)

где -th(nW/(26j-

в, ii

*-Ьт

Рнс 6.2. Нео:лнородностн i

чпкропоюсковои 1нннн.\ и их экш pcrni: rt-laiop: г - сччок па ширине о

•> \ I i-дзопкиутьш КОНЕЦ линии

Экниняленгная схема разомкнутого конца полосковой Л1-ГП1П вклю чает в себя до полни тел ьп\ю емкость на конце -той линии Емкость может быть ирелставлена также эквивалентной линией передачи длиной Л/, как показано на рис. С>.2а. Э-га означает, что аффективный конец .(инии находится на распопнии Д/ от физического конма тннин Прирщение .М определяется формулой

rje б-й(]п2)л; i 2л л; л-?„ ~.

Значение М возрастает от 0,095 b до 0,19 b npi упеличепии lt;ft от (t.LS до 1.95. R пределе значение 11 асимптотически приближается к значению 0,22 Ь

Рмкпст!. разомкну юго кинца ,тинии Ср-, молет быть наидена по значению рА/ с помощью соотно11гс1!ия

где t,j уповая частота Z„ - возновое со фогивтение поюсковон линии

Koi<t4jHrLHfH г пгражении на входе тиилн с разомкнутым коицпм мпжет быть рассчитан по гюрмулс

5,1 - II ltK(M/)l

,12 КРУГЛОЕ OTRFPCTIlh в ЦЕНТРАЛЬНОМ ПРОВОДНИКЕ ПОЛОСКОВОП ЛПИНИ

в противоположность разомкнутому концу линии круглое отверстие в центральном проводнике не ннляетск «паразитной» неидно-родппстью. Отверстия используются для получения реактивных длс-мснюв фильтров или в других устройствах. Основная составляющая реактиннот сопротивления круглого отверстия - это [юследователь-ная индуктивность. Сечения линии, к которым подклкэчастся эквива л(нтная схемя кру-лого отверстии, гкжазаны на ()ис бМ Дне эквивалентные схемы круглого отверстия соотнотствуют разлнчны.м положениям сечений Реактивные нров(.,димас1Н В и Вн 0феде.тяются формулами

(h 46)

При использовании второй эквивалентной схемы, соответствукяцей центральному сечению (рис, 6.26), все три реактивные проводимости ивляются индуктивностнми, которые oпpeдeJ[интcя формулами (6.5). Как покавыванэт расчеты с возрастанием диаметра отверстия значение реактивной проводимости у-меньшается, а В,, увеличивается Обыч-no Bj, намного больше В„. Например в 50-омной чинин В„ - О 025 Вь= - 10д1я 2rfW - 0.6.

Й I.J РАЗРЫВ ЦКМТРАЛЬИОГО ПРОВОДНИКА

Разрыв в центральный проводник также вводится намеренно для обеспечения последовательной емкостнои проводимости," Нп) *квива-.тентная схема представляет собой П-образнукэ с.\ему с тремя емкостями, как показано на рис, 6.2е. Последовательная емкость С, возникает из-за наличия электрического поля в разрыве между полоскоными проводниками. Шунтируклдая емкость Ci возникает из-за неоднородности э.тектрического поля на краях разрыва, При унелнчепии гпнрины (З.зора ,v емкость уменьЕпается до нули, а С, стремится к значению концевой емкоои разомкнутой .чинни Реактивные проводимости Ва и Вв отределяются формулами

в., cig (h -2!

КВ,, --- 2ftinch(ns/(2ft,)-ХВ, ?jlncth(3t,s;(2/)))

(6 Ьл)

<ЬЬб)

(6 7а) (6 76)

(6 г

Отсюда видно что при возрастании ширины зазора s реактивная проводимость Ва возрастает, а Вв уменьшается 3!шчег1ис реактивной проводнмос-ти В„ асимптотически приближается к зпачепню, соответст-нунндему s:W 1,5 н 50-омнои линии. Для .fW - \ S.i = 0.18, а Вн - 0,007 В STOM случае также может использоваться эквивалентная схема для центрального сечения Т, как показано на рИС, G,2e. Реактивные проводимости и В опредепнются формулами (6.7)

6 14 СКАЧОК ПО ширине, линии

Этот тип неоднородности образуется irpH соединении двух линии ра.чличной ширины и, следовательно, различных волновых сопротивлений. Эквивалентная схема, гюказанная иа рис. 6.2г, состоит из последовательного индуктивного сопротивления и двух линий с длинами i и i Длины (, и /г < - - /i) отсчитываются от эффективной плоскости соединения, сдвинутой в канрав.1еннн линии меньшей ширины