НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬSSL Советский патент 1973 года по МПК H01P5/18 

1

Изобретение относится к области коаксиально-волноводной техники и может быть использовано при измерениях КСВ, падающей и отраженной мощности.

Известен направленный ответвитель, содержащий основной канал, вспомогательный канал, щелевой элемент связи, зондовый элемент связи, балансное сопротивление и сопротивление нагрузки.

Иедостаток известного направленного ответвителя состоит в ограниченной величине направленности.

Целью изобретения является увеличение направленности. Это достигается тем, что щель выполнена в форме подковы, ось симметрии которой совпадает с продольной осью основного канала, а зонд пропущен сквозь коаксиальный корректирующий выступ и нолое балансное сопротивление, закрепленное своим нижним концом на наружной поверхности основного канала и на верхнем конце имеющее электрический контакт с упомянутым зондом. Со стороны основного канала внутрь балансного сопротивления введен полый подстроечный цилиндр, контактирующий с внешней поверхностью основного канала.

Конструкция направленного ответвителя представлена на фиг. 1.

2

Ответвитель содержит основной канал /, вспомогательный канал 2, щель 3, выполненную в форме подковы, ось симметрии которой совпадает с нродольной осью основного

канала, зонд 4, пронущенный сквозь коаксиальный корректирующий выступ 5 и полое балансное сопротивление 5, полый подстроенный цилиндр 7, сопротивление нагрузки 8 и элемент Я обеспечивающий электрический коптакт зонда с верхним концом полого сопротивления.

Полое балансное сонротнвление 6 закреплено своим нижним концом на наруЛСной поверхности основного канала J, а на верхнем

имеет электрический контакт е зондом 4 посредством элемента 9. Иолый подстроечный цилиндр 7 введен внутрь балансного сопротивления 6 со сторо1П 1 основного канала /. Он контактирует с внешней поверхностью основного канала /.

Принцин действия направленного ответвителя основан на возбуждении во вспомогательном канале волн от электрической и магнитной составляющих поля основного канала. Взаимодействие зонда с магнитной, а щели с электрической составляющими волны основного канала мало и в дальнейшем не учитывается. На основе теории Бете легко получить выражения для коэффициентов матрицы рассеяния щелевой связи Т-образиого сочлеиеиия двух коаксиальных линий:

Л1,

S,, У

0)

X...l/In InfУ bi ь

м.

-j(2)

, Г1 °а

служащих коэффициентами передачи для падающей и отраженной волн в основном канале ответвнтеля.

В приведенных выражениях используются следующие обозначения:

Mt - коэффициент поляризации щели, Я - длина волны в основном канале, й1 - внутренний радиус внешнего проводника основного канала, bi - радиус центрального проводн нка основного канала,

а2 - внутренний радиус внещнего проводника вспомогательного канала, Ь-2 - радиус центрального нроводника

всномогательного кана.ча, г - расстояние от центра щели до оси вспомогательного канала.

Суммарное напряжение, возбуждаемое щелью во вспомогательном канале:

2 - -nzл ll г - . Ж(1-Г)/паде(3)

-/ ir-t

k-постоянная распространения

где

волны основного канала, 2-продольная координата,

р отр -коэффициент отражения.

аяя

На фиг. 2 представлена эквивалентная схема возбуждения вспомогательного канала щелевым элементом связи, где:

R - полое сопротивление 6, С,1 - емкость подстроечного цилиндра 7, С,; - емкость корректирующего выступа 5,

р - сопротивление нагрузки 8, L,n-эквивалептпая индуктивность щели 5.

На расчетной частоте диапазона обеспечивается условие

(4)

шоСп

.

(5)

оС;;

При данных условиях напряжение на нагрузке определяется соотношением

(6)

р - СкУ

Подставляя (3) в (6), нолучаем

,(1-Г)/пад

СУо

,

27ica,r1/ In -In Уoi 2

где с - скорость света.

На фиг. 3 представлена эквивалентная схема возбуждения вспомогательного канала зондом, где приняты следующие обозначения: Со - эквивалентная емкость зонда; Uz - напряжение основного канала, возбуждающее зонд.

Учитывая условия (4) п (5), напряжение на сопротивлении нагрузки вспомогательного канала равно

Uf (1 + ) (8)

CK

Суммарное напряжение на сопротивлении определяется суперпозицией напряжений, возбуждаемых щелью и зондом:

г /Е I ьпад

U

X

СУз - -

x(l+r)Co/ + L(l-r)J,

(9)

где

MI

L

(10

2.Ca,rl/In In Уbi bz

Если CoK L g, то на выходе вспомогатель ного канала напряжение пропорционально па дающей волне в основном канале

I / 7 1 2 ад

(И)

t п

C,R

О При этом переходное ослабление имеет следующее значение:

C-201g- 201g-. (12)

с лад к

Как ВИДНО, переходное ослабление ответвителя определяется только амплитудой падающей волны, не зависит от частоты и КСВ нагрузки основного канала.

Предмет изобретения

Направленный ответвитель, содержащий основной канал, вспомогательный канал, щелевой элемент связи, зондовый элемент связи,

установленный по нормали к наружной поверхности основного канала, балансное сопротивление и сопротивление нагрузки, отличающийся тем, что, с целью увеличения нанравленности, щель выполпена в форме подковы,

ось симметрии которой совпадает с продольной осью основного канала, а зонд пропущен сквозь коаксиальный корректирующий выступ и полое балансное сопротивление, закрепленное своим нижним концом на наружной поверхности основного канала и на верхнем конце имеющее электрический контакт с упомянутым зондом, причем со стороны основного канала внутрь балансного соиротнпления введен полыГ подстроечнын цилиндр, контактирующий с внещней новерхностыо основного канала.