Фазообертач з діелектричною пластиною

Фазообертач такого типу являє собою відрізок лінії передачі (найчастіше відрізок прямокутного хвилеводу), усередині якої розташована пластина з діелектрика з малими втратами на НВЧ (радіокераміка, фторопласт (тефлон), полістирол, кварц). Вона може переміщатися у хвилеводі за допомогою механізму з мікрометричним гвинтом. На рис.6.4 показаний фазообертач такого типу, виконаний

на прямокутному хвилеводі й працюючий на основній хвилі – . Діелектрична пластина на кінцях має скоси або чвертьхвильові сходинки для зменшення відбиття від її кінців.

Рис.6.4. Фазообертач на прямокутному хвилеводі з діелектричною пластиною

Напруженість електричного поля хвилі ТЕ₁₀ уздовж широкої стінки хвилеводу змінюється за синусоїдальним законом і максимальна в центрі широкої стінки хвилеводу (х = а /2). На рис.6.5, а зображена конфігурація силових ліній електричного поля основної хвилі в поперечному розрізі хвилеводу, а на рис.6.5, б – епюри цього поля.

Рис.6.5. Електричне поле хвилі ТЕ₁₀: а – конфігурація силових ліній;

б – епюра електричного поля

У розглянутому пристрої суттєва конфігурація саме електричного поля, тому що матеріал, з якого виготовлена пластина, має , тобто є діелектриком. Діелектрична пластина впливає на електричну складову електромагнітної хвилі. Якщо пластина знаходиться поблизу вузької стінки хвилеводу, де напруженість електричного поля близька до нуля, вона практично не впливає на електромагнітну хвилю. У міру просування пластини до середини хвилеводу, вона входить в області з усе більшою напруженістю електричного поля і її вплив на електромагнітну хвилю зростає. Практично це приводить до зміни довжини хвилі у хвилеводі. Для знаходження залежності довжини хвилі від розташування пластини необхідно вирішити відповідну електродинамічну задачу. Однак зрозуміло і без розрахунків, що при переміщенні пластини до центра, довжина хвилі в лінії передачі зменшується, тому що в середовищі, зайнятому діелектриком, довжина хвилі в раз менша, ніж у навколишньому просторі, для якого діелектрична проникність дорівнює одиниці.

Рис. 6.6. Залежність фазового зсуву від розміщення пластини

Це приводить, згідно з формулою (6.1), до збільшення фазового зсуву. Зразок графіка цієї залежності показаний на рис. 6.6.

Для фазообертачів такої конструкції при оптимальній конструкції узгоджуючих скосів може бути отриманий КСХН менший за 1,15 у смузі частот 15% від середньої частоти.

Находить застосування також конструкція, в якій діелектрична пластина занурюється у хвилевід паралельно силовим лініям Е через щілину в середині широкої стінки хвилеводу, яка практично не випромінює. Значення фазового зсуву залежить від глибини занурення. Виконання пластини у вигляді сегмента круга дозволяє забезпечити плавний перехід від порожнистого хвилеводу до хвилеводу з пластиною, чим забезпечується добре узгодження.

Поиск по сайту: