Соединители волноводных трактов

Соединение отрезков прямоугольных волноводов осуществляют с помощью фланцев двух типов:контактных и дроссельных.

Контактные притертые фланцы требуют тщательной обработки и строгой параллельности соприкасающихся поверхностей и могут обеспечивать высокое качество сочленения, которое, однако, быстро ухудшается при много­кратных пересборках тракта.

Рис. 7 Высокочастотные коаксиальные соединители:

1 — штыревой контакт 2 — гнездовой контакт; 3 — штыревая втулка; 4 — гнез­довая втулка

Рис. 8     Контактный волноводный фланец:

1 — контактная прокладка; 2 — канавки с уплотнителем; 3 — отверстия   

для фик­сирующих штифтов

Для улучшения качества кон­такта между фланцами на штифтах помещают бронзовую прокладку, имеющую ряд разведенных пружинящих лепест­ков, прилегающих к внутрен­нему периметру поперечного сечения соединяемых волново­дов (рис. 8). Защита сочле­нения от пыли и влаги осуще­ствляется резиновыми уплотнительными кольцами, уложен­ными в канавках на фланцах по обе стороны от контактной прокладки.

В дроссельном фланце (рис. 9) контакт между волноводами осуществляется через последовательный короткозамкнутый шлейф длиной l _В/2, выполненный в форме канавок и углубления внутри фланца. Четвертьволновой участокмежду точкой короткого замы­кания А и точкой механического контакта В является коаксиаль­ным волноводом с волной типа Н₁₁, а второй четвертьволновый участок между точкой механического контакта В и точкой вклю­чения шлейфа в волновод С является отрезком радиальной линии передачи. Точка механического контакта попадает в узел распре­деления поверхностного тока J и поэтому на сопротивлении контакта r _к не происходит заметного выделения мощности. Виртуаль­ное короткое замыкание между сочленяемыми волноводами в точ­ке С обеспечивается тем, что суммарная длина дроссельных кана­вок от точки А до точки С составляет l_в/2. Для защиты полости тракта от внешних воздействий применяют уплотнительную про­кладку, укладываемую в добавочную концентрическую канавку.

Рис. 9 Дроссельный волноводный фланец: a — эскиз; б — схема замещения

Дроссельные фланцы не критичны к качеству механического кон­такта и небольшим перекосам в сочленении, не снижают электри­ческой прочности тракта. Их недостатками являются зависимость качества согласования от частоты и сложность конструкции.

ПОВОРОТЫ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ

Повороты и изгибы линий передачи относятся к числу нерегулярностей, снижающих качество согласования и электропрочность трактов СВЧ. В уголковых изгибах любых линий передачи в той или иной мере возбуждаются по­ля нераспространяющихся волн высших типов, которым соответ­ствует определенный запас элект­ромагнитной энергии.

Рис. 10 Поворот линий передачи с компенсацией отражений

Для мини­мизации возникающих из-за этого отражений конструкции изгибов дополняют различными согла­сующими элементами. Например, изгиб на 90° коаксиального трак­та сочетают с четвертьволновым изолятором и дополняют неболь­шой проточной на внутреннем проводнике линии (рис. 10,а). Подбор расположения размеров проточки, а также правильный выбор длины четвертьволнового изолятора позволяют сохранить хорошее согласование в тракте в широкой полосе частот.

Повороты в полосковой линии передачи согласовывают с по­мощью «подрезания» внешних углов примерно на одну треть диа­гонали, соединяющей внутренний и внешний углы поворота (рис. 10, б). Однако такие компенсированные повороты вносят небольшое добавочное запаздывание в линию передачи, которое должно учитываться при расчете электрических длин резонансных отрезков. Подрезание углов оказывается эффективным способом умень­шения отражений также в прямоугольных и круглых волноводах, причем оптимальный размер скоса (рис.10, в) находят с по­мощью графиков, имеющихся в справочной литературе. Концен­трация силовых линий поля Е в области резких изгибов снижает электрическую прочность тракта. Этот недостаток в значительной мере устраняется в двойных поворотах и в плавных изгибах. В двойных поворотах (рис. 10, г) две нерегулярности разносят на расстояние l, примерно равное l _В/4. Улучшение согласования происходит как из-за уменьшения отражений от каждой нерегу­лярности, так и из-за взаимной компенсации отражений от них.

Плавные изгибы тракта могут быть охарактеризованы схемой замещения в виде отрезка линии передачи с несколько изменен­ным волновым сопротивлением. Для улучшения согласования сле­дует увеличивать радиус изгиба или выбирать длину изгиба, крат­ной l _В/2.