Щелевые мосты, облучатели, модуляторы, сумматоры

Щелевые мосты. Назначение и принцип работы.

Щелевой мост представляет собой два прямоугольных волновода, соединенных по узкой стенке. Связь волноводами осуществляется при помощи щели, образованной удалением части общей стенки волноводов на некотором расстоянии L (рис. 3.42).

Рис. 3.42. Щелевой мост.

Щелевой мост предназначен для деления входной мощности СВЧ колебаний в любом соотношении (чаще 1:2) с постоянным сдвигом фаз p/2, т.е. для получения двух ортогональных колебаний с любым соотношением амплитуд.

Ширина волноводов - а - выбрана такой, что во всех четырех плечах может распространяться волна лишь одного типа Н₁₀.

В расширенной части моста могут распространяться волны Н₁₀ и Н₂₀. Чтобы не допустить возникновение высших типов волн, расширенная часть моста сужена путем установки металлических вкладышей. Рассмотрим работу моста, если питание осуществляется со стороны 1 плеча. В плече 1 будет распространяться волна Н₁₀ (рис. 3.43,а).

Рис. 3.43. Щелевой мост.

При достижения волной сечения II (рис. 3.42) за счет расширения волновода возникают волны Н¹₁₀ и Н¹₂₀ (рис. 3.43,б).

Во втором плече волна Н¹₁₀ возбудит волну Н₁₀, которая оказывается в противофазе с волной Н₂₀, возбужденной Н¹₂₀, поэтому во втором плече распространения электромагнитной энергии не будет.

В расширенной части моста распространяются волны Н¹₁₀ и Н¹₂₀, которые достигнут сечения III (рис. 3.42(в)) возбудят:

а) Волна Н¹₂₀ - противофазные волны Н₂₀ в плечах 3, 4;

б) Волна Н¹₁₀ - синфазные волны в плечах 3, 4.

Следует учесть, что фазовые скорости волн Н¹₁₀ и Н¹₂₀ в расширенной части не одинаковы и, следовательно, в сечении III между ними возникает определенной сдвиг фазы. Величина L выбирается так, чтобы в сдвиг фаз (j = p/2) происходит деления мощности в отношении 1:2. Если j¹p/2, происходит деление мощности в произвольном отношении. Однако в любом случае поля в 3 и 4 плечах имеют взаимный сдвиг фаз на 90°.

Для получения хорошей развязки плеч, хорошего согласования и выравнивания мощностей в выходных плечах, применяется небольшое сужение расширенной части моста и подстройка с помощью штыря в середине щели.

Щелевой мост может использоваться для выполнения алгебраических операций, а также в качестве составного элемента балансного преобразователя частоты.