ющей линии, и к сечению волиовода в плоскости Е (см. § 13.14). На этом рисунке Pi -> уровень мощности на выходе прямого шлеча (точнее величина ослабления относительно входной мощности); Рг - уровень ответвленной мощности; D - иаправлеиность. все указанные величины - в децибелах.

Шлейфы могут быть соединены параллельно с главной лтиией (в случае использования коаксиальной и полосковой линий) или последовательно (для волноводов). При параллельных соединениях удобнее иметь дело с яровоаимостями, а при последовательных - 1С сопротивлениями. .В дальнейшем будет использоваться

термин иммитанс для обо-значения либо проводимостей (в случае параллельных соеднненнй), либо сопротивлений (в случае последовательных соединений).

На рнс. 13.09.2 показана система обозначений для волиовых иммитансов. Предполагается, что ответвитель имеет полную симметрию, так что H +t=H, и т. д., а Ki=Kn и т. д. В данной главе удобно произвести нормировку относительно иммитансов нагрузки, т. е. Ka=Kn+t=i-

Будем считать, что все соединения либо идеальные параллельные, либо идеальные .последовательные сочленения и что каждый отрезок линии между .ипми ведет себя как линнн, равная четверти длины волны вол'Иовода на средней частоте. Учет расположения

Рис. 13.09.1. Схематический вид шлейфного ответвителя.

Pi. Pi и ID-t-Pt) -уровни МОЩНОСТИ в дб

относительно мощности на входе

Рис 13.09.2. Система оОозна-ений иммитансов шлейфного ответвителя

референсных плоскостей сочленений (см. § 13.14) шроизвовится только при .расчете окончательных физических размеров. Влияние реактивных сопротивлений неоднородностей оочлеиений часто бывает невелико, и поэтому во многих случаях, как .показано иа при-мере в § 13.14. оно может быть учтено нрн помощи даииых три-велеиных н § 6.07 и в работах [IS-20].

Шлейфные ответвители (см. § 13..11) иа прямоугольном волноводе обычно имеют внд, показанный на рис. 13.09.1 i(,cm. та,кже § 13.14), где две внешние .стенки (верхняя и нижняя) представ-- 248 -

ляют собой трямые линин. Однако такое шреясггавление ие является обязательным для всех случаев.

Аналт шлейфных ответвителей на основе четного и нечетного типов колебаний. Шлейфные ответвители можно анализировать на основе режимов четных ((.напряжение яа двух входах в фазе) и нечетных колеба1ний (напряжение на двух входах в противофазе).

(unuheiBTHt

Рйзоминулые шлейфы

Рис. 13.09.3. Результаты анализа ответв]]теля с ппмощьк> четиого и иегетного типов колебаний

При суперпозиции .напряжения складываются в одном л.тече и вычитаются в другом так, что фактически получается только одни входной сигнал, как и показано на рис. 13.09Л.

Для параллельно соединенных шлейфов ива входных напряжения при нечетисм типе колебаний дают нуль напряжения в центре всех шлейфов, т. е. каждый пз них в этом месте может быть ко-рогкоза.\1кнут. Следовательно, две етоловииы ответвителя можно разделить гак, чго каждая половина будет состоять из передающей лииии с короткозам-юнутыми шлейфами в 45° при расстояниях .чежду ними в 90°. Прн этом для четного типа колебаИий аналогично получаются разомкнутые шлейфы длиной 45° (см. рнс. 13.09.3). .При возбуждении в четном и нечетном режи. ах короткозамкнутые 111 разомкнутые шлейфы длиной 45° дают равные и противополож.11ые фазавые оцвиги ±0 на средней частоте. Тогда для согласованного ответвителя с идеальной .иаправленностью, если мощ.ность .входного сигнала (сум.ма четиого и нечетного .режимов) .равна единице, мощности двух вы.хощиых сигналов будут равны cose и sinе. Для поаедовательно соединенных шлейфов справедливы те же самые рассуждения, но четный и нечетный типы колебаний меняются роля-.ми. Более полное объяснение работы ответвителя можно найти в трудах [8-ill].

Каскадно соединенные согласованные направленные ответвители. Если оогласовамные ответвители соединены каскадно (рис. 13.09.4), то они работают как один направленный ответвитель. Уровни выходных мощностей устройства Яюбщ н Ргобщ лег-- 249 -

ФОРМУЛЫ для РАСЧЕТА ШЛЕЙФНЫХ ОТВЕТВИТЕЛЕЙ (НА СРЕДНЕЙ

ТАБЛИЦА I3.09.I

ЧАСТОТЕ), ИМЕЮЩИХ ДО ШЕСТИ СЕКЦИИ

ff. 2(ff,-bffff,-ff.K;j

К1 K[ + HI{i+h])--2HiH,K]

Kt - Hl + ffН| + ffX +

-fffffjff,Ki)=o

( l-fffj Н^2К\-~НЛ,] + + 2HiK][K\-HJ1,)+H,K]

2 [HiK\-2HiHJIl+H,K\l<i -

2 \K\Kl-HH\-H,Hj,2Kl-HJl]\

-г2[И\И,Н,К1 + -ff,?K-ff3Kj]

1 +ffl

1 2 , - Hi

ffa(2/C-ff,ff3

KfO-ff,)

: = 2 -b-

ff,K

i + 2ff,-ff-; -ffi

I-Wi ff,(K-ff=j-b

к; ff,(2Kf-ff,ff.

Kl ffi (2K - ff,ffa)

при

Kl > 2H,H,

ко -вычисляются с .помощью соответствующих величг1н для отдельных ответвителей Рц. дб, и Pzu дб, ло -следующим формулам:

= 20tecos V 6,1 I, дб:

-ioft4 = 201g

(JV \ --1 Л

, дб.

где

Н,- = arc cos

6,= arc sin

antilg

20 I

;anti.g(%.);

(13.09.1) (13.09.2)

(13.09.3) (13.09.4)

Ta.K, например, фазовый сдвиг 0=30° дает 6-шеци6ельиый ответвитель, а фазовый сдвнг 6=90° - ответвитель в О дб. Следо-

MmSuieml 2 3

(Fti,y (Иг.гг) Ci.f )

Рис. 13.09.4. Согласованные направленные ответвптели, соединенные каскадно. Р\\, Ра\...Р^. Р^-уроъпк мощиостн В дб относнтельно мощностн на В]год ответвителя

вательно, каскадное соединение трех согласованных 6-децибельиых ответвителей приводит ik ответвителю в О дб.

Формулы для расчета параметров ответвителей на средней частоте полосы. Идеалыное согласование и идеальная направленность иа средней частоте обеспечиваются при определенных соотношениях. Кроме того, на этой частоте отношение двух выходных напряжений £i~antil(-.Р,/20) и £z~antilg(-Р2/2О) можно легко выразить через параметры Hi и Кг i(icm. рис. 13.09.2). В табл. 13.09.1 приведены эти формулы для -различного числа шлейфов вплоть до шести. Здесь же даиы и более простые формулы, которые определяют условия для переходного затухания в 3 и О йб при идеальном согласовании н идеальиой направленности на средней частоте.

(13.10.1)

13.10. Периодические шлейфные ответвители

На иммитансы симметричных ответвителей i(CM. рис. 13.09.2) можно наложить дополиительные ограничения. В ча1стности. если

К,Ко, i.= l, 2. . ., n-i-1

Н^ = Нг, 2<i<n

и, кроме того, величина Hi = Hn+i выбрана так, чтобы получить идеальное согласоватаие на входе иа средней частоте, тю такие ответвители будем здесь называть периодическими. Отсюда следует, что главные линии окажутся оинародным.и, а все внутренние шлейфы-одинаковыми. Ответвители данного типа были рассмотрены Ридом и У'илером (Reed, Wheeler [8, 9]).

Обозначим коэффициент связи по мощности на средней частоте

(13.10.2)

,.=antilg(-A).-

где Р2 - измеряется в децибелах (см. рис. 13.09.1). Например, для 6-децибельиого ответвителя с J = - .

В решении для периодических ответвителей используются полиномы Чебышева S (x), численно протабулмроваииые в работе [21] и определяемые следующим образом:

\{х) = 1 S, (х) =х S2(x) = x-l 5з(л;)=х'-2x Sj(x)=x-3x-1-1 S,(x) = .x-4x-\-3 Se(.v) = x-5.r 1-6x-1 Sn{x)-xS, (x)S (.)

Тогда иммитаисы Н, и 2 периодического ответвителя должны удовлетворять ,выражвиняМ (9]:

(13.10.3)

(-И 1 = I К' - Р и-нечетном;

при п-четном;

(13.10.4)

(13.10.5)

В табл. 13.10.1 [9] (даются решения для отвеггвителей с лереходиЫ'М затуханием О, 3 и Ш дб.