Ответвители со взаимно перпендикулярными волноводами

Другой простейшей конструкцией направленного ответвителя является ответвитель со взаимно перпендику­лярными волноводами. В качестве элемента связи в та­ком ответвителе использу­ются как круглое, так и кре­стообразное отверстия свя­зи. Ответвитель со взаимно перпендикулярными волно­водами схематически пред­ставлен на рис. 14.

В данном случае, если x ₀ = k ₀, компоненты элект­рического и магнитного полей определяются как:

Подставляя значения компонент поля в соотношения (1) получим выражения для амплитуд волн, возбуж­даемых во вторичном волноводе отверстием связи:

Выражения (32) справедливы как для круглого, так и для крестообразного отверстий связи.

С учетом толщины стенки для круглого отверстия связи выражения (32) принимают вид:

(33)

Очевидно, что такой ответвитель не имеет бесконеч­ной направленности, так как величина В не обращается в нуль.

Наивысшая направленность будет в том случае, ког­да х ₀ – минимально, то есть отверстие расположено в непосредственной близости от стенок, точнее, оно касает­ся сторон квадрата, очерчивающего общую площадь взаимодействующих волноводов [18, 19]. В этом случае х ₀=d/2 и направленность ответвителя

переходное ослабление ответвителя

Описанная конструкция направленного ответвителя с круглым отверстием связи и со взаимно перпендикуляр­ными волноводами имеет невысокие параметры и при­меняется в тех случаях, когда нет надобности в большой направленности.

Аналогичная конструкция направленного ответвителя с крестообразным отверстием связи получила название частотнонезависимого направленного ответвителя. Вы­ражения (32) в этом случае примут вид:

(34)

Как уже отмечалось, полагают, что для крестообраз­ного отверстия связи

поэтому

а

В этом приближении величина переходного ослабле­ния направленного ответвителя не зависит от частоты. Величина А_, однако, отлична от нуля, и направленность ответвителя определяется соотношением:

Вышеприведенные соотношения для расчета направ­ленного ответвителя с крестообразным отверстием связи справедливы в области, где резонансные свойства отвер­стия не проявляются.

Снизить величину пере­ходного ослабления направ­ленного ответвителя с кре­стообразным отверстием связи можно путем исполь­зования двух крестообраз­ных отверстий связи, распо­ложенных симметрично по диагонали смежной стороны волноводов (рис. 15).

Как показали исследования конструкций направленных ответвителей с крестообразными отверстиями связи, длина половины плеча креста имеет более существенное значение, чем расстояние от середины креста до стенки волновода [19].

Разновидностью описанной конструкции ответвителя (рис. 15) является ответвитель Морено [15], в котором оси крестообразных отверстий связи повернуты на 45° по отношению к оси основного (вспомогательного) волно­вода.