Основні характеристики і параметри моста нвч

При дослідженні мостів НВЧ використовують такі характеристики:

1. Перехідна характеристика (перехідне згасання) – визначається як відношення потужності, яка підводиться до моста, до потужності в одному з вихідних плечей при повністю узгоджених інших плечах моста. Відповідно до рис.2.1

[дБ] (2.1)

де Р₁ і Р₄ – потужності хвиль у І і IV плечах, а – коефіцієнт передачі з І плеча в IV.

В ідеально узгодженому мості дБ. Якщо С₄₁3 дБ, то потужність, що надходить на вхід моста, не поділяється порівну між вихідними плечима. За величиною відхилення перехідної характеристики від 3 дБ можна судити про ступінь неідеальності даного моста.

2. Коефіцієнт розподілу, який дорівнює

або

, [дБ] (2.2)

В ідеально узгодженому мості Δ = 1.

3. Розв’язка визначається як відношення потужностей у плечах І, II:

. (2.3)

В ідеального моста розв’язка повинна бути нескінченно великою.

4. Втрати в мості характеризуються відношенням

, [дБ] . (2.4)

5. Робоча смуга частот визначається залежністю перехідної характеристики від частоти. При цьому граничні частоти ƒ₁ і ƒ₂ знаходяться за заданим відхиленнм перехідної характеристики від 3 дБ. Наприклад, якщо допустиме відхилення становить 0,5 дБ, то частоти ƒ₁ і ƒ₂ знаходяться з умови

. (2.5)

Звідси бачимо, що робоча смуга визначається частотною залежністю коефіцієнта моста даного типу.

Конструкція хвилевідного щілинного моста і фізичні процеси в ньому

Щілинний міст (Щ-міст) складається з двох хвилеводів, які мають спільну вузьку стінку, в якій прорізана щілина. У середній частині широкої стінки може бути гвинт для налагодження. Принцип дії щілинного моста пояснюється на рис.2.2, де подане схематичне зображення моста.

У каналі І розповсюджується хвиля типу . Ця падаюча хвиля збуджує в області щілини хвилі типуі, з рівними амплітудами. Розподіл полів (рис.2.2) такий, що на виході плеча І обидві хвилі знаходяться у фазі, а на виході II – у протифазі, тому в канал II потужність не надходить. Рівень збудження плечей III й IV буде визначатися співвідношеннями фаз хвиль на вході цих плечей, тобто залежить від довжини щілини і фазових швидкостей хвиль і.

Рис.2.2. Схематичне зображення щілинного моста

Якщо позначити амплітуду полів на виході плеча І через , то на вході плечей III і IV комплексні амплітуди будуть такими:

(2.6)

де – фазові сталі хвильі.

За умови, що товщина стінки набагато менше ширини хвилеводу , довжини хвиль дорівнюють відповідно

(2.7)

Звідси можна знайти комплексні амплітуди сумарного поля на вході плеча III і IV:

(2.8)

де .

Отже, у плечах ІІІ й IV збуджуються хвилі, зсунуті за фазами на 90°, відношення їх амплітуд дорівнює

. (2.9)

Тому коефіцієнт розподілу

(2.10)

Звідси випливає, що для рівного поділу потужності між плечима III і IV необхідно вибирати кут певним чином:

0, 1, 2, 3... . (2.11)

При такому виборі коефіцієнт розподілу дорівнює 1 у деякій розрахунковій смузі, обумовленій (2.8) і (2.10). Коефіцієнт передачі з плеча І в IV можна знайти з (2.7):

. (2.12)

Тому на підставі (2.1) перехідна характеристика має вигляд

(2.13)

Таким чином, канонічна форма матриці розсіювання моста має вигляд

. (2.14)

Вираз (2.13) визначає робочу смугу щілинного моста, оскільки кут залежить від частоти. Слід мати на увазі, що наявність хвилі Н₃₀ призводить до порушення розглянутої роботи моста. Проте при певній товщині загальної стінки зв'язаних хвилеводів завдяки хвилі Н₃₀ параметри щілинного моста можуть бути покращені. Недоліком щілинного моста є порівняно мала диапазонність. Ретельно виконаний і налагоджений міст має робочу смугу частот за перехідним згасанням, яка не перевищує 15 % від робочої частоти. У реальних конструкціях розв’язка дорівнює 30 дБ і вище, розв’язка не гірше 20 дБ може бути забезпечена в смузі частот 20 % від середньої частоти при значенні КСХН не більше 1,1–1,2. У порівнянні з Т-мостом пристрій може бути використаний для більш високих рівнів потужності, аж до 40 % від рівня потужності, що може бути передана стандартним хвилеводом. На схемах щілинний міст зображується таким чином (рис.2.3):

Рис.2.3. Позначення щілинного моста на електричних схемах