С.6. Волноводные тройники

Волноводные тройники используются в линиях передачи СВЧ в том случае, когда появляется необходимость разветвления волновода на два или более канала. Такая задача возникает, например, при питании нескольких антенн от одного источника электромагнитных колебаний.

В прямоугольном волноводе для решения этой задачи используют различные типы тройников. Рассмотрим следующие из них:

– Е-тройник представляет собой разветвление прямоугольного волно­вода в плоскости вектора волны прямоугольного волновода (рис. С.6,а);

– Н-тройник представляет собой разветвление прямоугольного волно­вода в плоскости вектора волны прямоугольного волновода (рис. С.6,б);

– двойной волноводный тройник представляет собой двойное разветвле­ние прямоугольного волновода (в плоскости векторов и волны пря­моугольного волновода) (рис. С.6,в);

Из рис. С.6 видно, что: Е -тройник имеет три плеча (Е -плечо и два боко­вых)); Н-тройник имеет также три плеча (Н -плечо и два боковых); двойной вол­новодный тройник имеет четыре плеча (Е -плечо, Н -плечо и два боковых плеча).

Е -плечо Е -плечо

Н -плечо Н -плечо

а) б) в)

Рисунок С.6 – Волноводные тройники

Пусть двойной волноводный тройник является идеально симметричным и волноводы плеч тройника работают в одноволновом режиме. Тогда он обладает следующими свойствами:

1. При питании тройника со стороны Е -плеча в согласованных нагрузках боковых плеч выделяется одинаковая мощность, а в согласованной нагрузке Н -плеча мощность не выделяется. При этом волны в боковых плечах находятся в противофазе.

2. При питании тройника со стороны Н -плеча в согласованных нагрузках боковых плеч выделяется одинаковая мощность, а в согласованной нагрузке Е -плеча мощность не выделяется. При этом волны в боковых плечах находятся в фазе.

3. При синфазном питании двойного волноводного тройника со стороны боковых плеч мощность выделяется только в согласованной нагрузке Н -плеча. В нагрузке Е -плеча мощность не выделяется.

4. При противофазном питании двойного волноводного тройника со стороны боковых плеч мощность выделяется только в согласованной нагрузке Е -плеча. В нагрузке Н -плеча мощность не выделяется.

Отмеченные свойства тройника имеют место только в том случае, когда в плечах тройника может распространяться только волна типа Н ₁₀. Эти свойства легко доказать, опираясь на симметрию тройника и структуру поля волны Н ₁₀.

Дважды согласованным тройником называется тройник, у которого отсутствуют отражённые волны от места разветвления волноводов (плоскость симметрии тройника). Для этой цели в месте разветвления располагают реактивные элементы (штырь в Н -плече, а диафрагма в Е -плече), подобранные таким образом, чтобы отражённые от реактивных элементов волны компенсировали волны, отражённые от разветвления.

Дважды согласованный тройник обладает следующим свойством. При питании тройника со стороны одного из боковых плеч в согласованных нагрузках Е -плеча и Н -плеча выделяется одинаковая мощность, а в согласованной нагрузке другого бокового плеча мощность не выделяется.

Отметим, что в литературе двойной волноводный тройник называют также, как Т -мост или как магическое Т.

Основные параметры двойного волноводного тройника:

1. Развязка между Е-плечом и Н-плечом. Определяется по следующей формуле:

, дБ,

где – мощность волны, распространяющейся в Е -плече в сторону плоскости симметрии тройника; – мощность, выделяемая в согласованной нагрузке Н -плеча;

2. Развязка между Н-плечом и Е-плечом . Определяется также, как и величина с заменой Е -плеча на Н -плечо:

3. Развязка между боковыми плечами. Определяется по следующей формуле:

, дБ,

где – мощность волны, распространяющейся в одном из боковых плеч в сторону плоскости симметрии тройника; – мощность, выделяемая в согласованной нагрузке другого бокового плеча.

4. Коэффициент бегущей волны в том плече тройника, со стороны которого производиться его питания.