§ 6.3. Влияние дефектов края полоскового проводника (на (волновое сопротивление полоскового волновода

Исследование влияния нарушений геометрии края проводника будет производиться для несимметричного полоскового волновода.

Распределение то­ков в полосковом про­воднике имеет сложный характер. Большая часть общего тока про­текает по краям про­водника (рис. 6.9).

Из графика рис.

6.9 видно, что плотность тока на краях полоско­вого проводника более чем в три раза превы­шает среднюю плот­ность тока в проводни­ке. Значит, местная де­формация края провод­ника приведет к значи­тельному перераспре­делению плотности то­ка в нем, большему, чем для низкочастот­ных печатных схем.

Интересен вывод ана­литической зависимо­сти плотности тока на

мощью электролитической ванны, что обеспечивает точ­ную аналогию электрического поля в любом поперечном сечении проводника и применяется для получения чис­ленных результатов, точность которых зависит только от точности проведения эксперимента.

На одном из электродов ванны создается распределе­ние плотности тока, соответствующее распределению то­ка в полосковом проводнике. Затем длина этого электро­да ступенями уменьшается и одновременно деформи­руется слой электролита введением в него диэлектрических клиньев,

располагаемых возле деформируемого электрода (рис. 6.11). В процессе эксперимента изме­няется распределение плотности тока на деформируе­мом электроде и общий ток, текущий через электролит. Данная модель выбирается следующим образом.

При рассмотрении модели деформированного по­лоскового проводника наибольший интерес представляет картина токов в плоскости поперечного сечения АА_и т. е. плоскости максимальной деформации.

Токонесущую поверхность можно смоделировать в виде некоторого проводящего слоя равномерной тол­щины и ширины с заданным распределением плотности тока в нем. Таким проводящим слоем в данном случае является электролит. Распределение плотности тока в любой плоскости его поперечного сечения, перпендику­ лярной к слою, остается постоянной, в том числе и на электроде, который будет условно именоваться анодом. Деформация проводящего слоя ведет к перераспреде­лению токов в области деформации, аналогичному пере­распределению в плоском проводнике, тогда, когда фак­торы, вызывающие первоначальное распределение токов в электролите, характерное для полоскового проводника, остаются неизменными. Это справедливо для незначи­тельных деформаций полоскового проводника.

Деформацию проводящего слоя можно осуществить на любом его участке и с таким расчетом, чтобы пло­скость АА\ совпала с анодом. При этом конструкция анода должна предусматривать возможность изменения его длины, а диэлектрические клинья, деформирующие электролит, надо помещать так, чтобы вершина их каса­лась края анода.

Электролитическая ванна для снятия рассматривае­мых характеристик (рис. 6.11) состоит из прямоугольно­го корпуса 1, плоского анода 2, катода 3, конфигурация которого рассчитывалась таким образом, чтобы получить заданное распределение тока по поверхности анода и прибора 4, измеряющего плотность тока. Форма катода рассчитывается следующим образом. Известно, что при постоянной разности потенциалов между двумя плоски­ми пластинами, помещенными в электролит, плотность

лита; медной пластины 3; корпуса прибора 4; двух кон­тактных штырей 5 и экранирующего кольца 6. Контакт­ный штырь замыкает электрическую цепь от пластины 3 через амперметр на исследуемую точку поверхности ано­да. Экранирующее кольцо введено для уменьшения иска­жения поля, вызванного толщиной прибора. На рис. 6.13, а, бив приведены экспериментальные кривые, ха­рактеризующие распределение тока для половины полос­кового проводника при различной глубине деформации его края и разных углах при вершине вырыва.

Анализ этих кривых показывает, что токораспределе- ние не зависит от угла при вершине вырыва, а опреде­ляется его глубиной.

Как видно из кривых, принятое ранее предположение о стабильности тока в центре полоскового проводника (х = С) оказывается справедливым во всем диапазоне рассматриваемых деформаций края проводника.

На основании экспериментальных данных была по­строена кривая распределения плотности тока на краю полоскового проводника в зависимости от глубины де­формации (см. рис. 6.10). На том же рисунке построена аналогичная теоретическая зависимость, полученная из

8. . Анализ теоретических и экспериментальных кри­вых показывает, что при деформации полоскового про­водника происходит значительное перераспределение то­ков в его поперечном сечении. Максимальная плотность тока имеет место на краю полоскового проводника при любой глубине деформации. Для значений С = 0,01 уве­личивается плотность тока на краю полоскового провод­ника, в пределах 10—12% от плотности тока на краю не- деформированного проводника. При дальнейшем росте С плотность тока на краю полоскового проводника в месте его максимальной деформации уменьшается. Это наблю­дается вплоть до С= 0,1. ПриС ж0,1 плотность тока на краю деформируемого полоскового проводника возра­стает и дляС= 0,24 сравнивается, а дляС= 0,3 на 25% превышает плотность тока на краю недеформиро- ванного полоскового проводника.