Многодырочный направленный ответвитель

Направленный ответвитель (НО) – прибор, служащий для ответвления из одного ВЧ тракта части мощности одной из двух (падающая и отражённая) бегущих волн. Такое их отделение очень важно например при измерениях коэффициента отражения.

Рассмотрим устройство волноводного дырочного ответвителя. Между линией, в которой распространяется ответвляемая волна и линией, куда мощность нужно ответвить необходимо устроить связь. В качестве элементов связи, как правило, применяются отверстия в стенках волновода. В зависимости от расположения отверстия при волне типа Ню в прямоугольном волноводе связь может быть либо чисто магнитной, либо смешан­ной — электрической и ма­гнитной.

Устройство простейше­го двухдырочного волноводного ответвителя (ответвителя с двумя ма­гнитными элементами свя­зи) показано на рис. Отверстия расположены в общей узкой стенке волноводов на расстоянии Вспомогательный волновод на одном конце имеет согласованную нагрузку низ­кого уровня мощности. Второй конец снабжен фланцем и пред­назначен для соединения с индикатором, например, детекторной головкой.

При возбуждении основного плеча волной, бегущей слева направо в дополнительную линию через отверстия будут возбуждаться 2 волны в обеих направлениях. Однако в направлении ответвления сдвиг фаз между волнами будет равен 0, а в направлении налево в дополнительной линии он составит , так как расстояние между отверстиями равно , и туда мощность поступать не будет.

Величина переходного ослабления двухдырочного ответвителя пропорциональна шестой степени диаметра отверстий связи. Обычно переходное ослабление выбирают порядка 20—30 дб. Очень малые ослабления (менее 10 дб) в двухдырочных ответви-телях, как правило, не применяют. В сторону увеличения пере­ходного ослабления, как указывалось выше, ограничений не существует.

Направленность двухдырочного ответвителя не удается сде­лать более 20—25 дб. Величина направленности быстро умень­шается при отклонении от расчетной длины волны. Это объясня­ется тем, что в основе действия данного ответвителя лежит интерференция волн от двух дискретных элементов связи. Расстояние между ними имеет жесткую связь с длиной волны. Малая направ­ленность и узкополосность являются недостатками двухдырочного ответвителя.

Более широкое применение находят другие системы направлен­ных ответвителей, в том числе однодырочные и многодырочные ответвители, а также ответвители щелевого типа.

Многодырочный ответвитель при связи волноводов через уз­кую стенку можно рассматривать как комбинацию нескольких двухдырочных ответвителей. Такой ответвитель может работать в значительно более широкой полосе частот, чем простой двухдырочный ответвитель. Заметим попутно, что расстояние между отверстиями связи не обязательно должно быть равно четверти длины волны в волноводе. Можно показать, однако, что четверть­волновые расстояния обеспечивают наибольшую широкополосность многодырочных направленных ответвителей.