Главная > Разное > Техническая электродинамика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

13.3. Элементы коаксиальной линии

СОЕДИНЕНИЯ

По коаксиальной линии в обычном режиме распространяется только волна ТЕМ. При соединении двух линий непрерывность тока и напряжения обеспечивается равенством их характеристических сопротивлений. Если длина волны радиус внешнего проводника) или геометрические размеры соединяемых линий практически одинаковы, коэффициент отражения от соединения рассчитывается по ф-ле (8.54), где

В лабораторной практике отрезки гибких коаксиальных линий с равными значениями соединяются стандартными винтовыми коаксиальными разъемами, обеспечивающими хороший электрический контакт и вносящими незначительную нерегулярность. Эти же требования должны выполняться при спайке двух идентичных отрезков кабеля.

В жестких конструкциях приходится соединять два коаксиальных отрезка с разными размерами проводников (рис. 13.1). Ступеньки на проводниках приводят к местному сужению, где создается дополнительное электрическое ноле. Это поле реактивно, так как не связано с переносом энергии. На эквивалентной схеме оно представлено шунтирующей емкостью, величина которой рассчитывается по эмпирическим формулам [23].

В переходах, где волновые сопротивления обеих линий равны между собой, т. е. важно устранить отражение от ступеньки.

Рис. 13.1

Рис. 13.2.

Сдвиг перехода внутреннего проводника в сторону линии с большим диаметром на (рис. 13.2а) уменьшает реактивное электрическое поле; участок с размерами и повышенным характеристическим сопротивлением эквивалентен включению дополнительной индуктивности, так как здесь образуется местное реактивное магнитное поле. При равенстве энергий электрического и магнитного полей в месте перехода возникает

резонанс (компенсация дополнительных реактивностей). Нагруженная добротность такого резонатора мала, поэтому хорошее согласование достигается в широкой полосе частот.

Конический переход с постоянным длине отношением позволяет достичь еще лучшего согласования, так как местные реактивные поля в этом случае значительно слабее. Отсутствие острых углов у внутреннего проводника заметно увеличивает электрическую прочность по сравнению с рассмотренной ранее конструкцией.

НЕОТРАЖАЮЩИЕ ШАЙБЫ

Типичной для коаксиальных линий нерегулярностью является диэлектрическая шайба, о которой уже упоминалось в параграфе 10.3. Обычная шайба (рис. 10.6) представляет собой небольшой участок с уменьшенным в раз характеристическим сопротивлением. Из ф-лы (10.18) вытекает, что увеличение отношения радиусов в плоскости шайбы уравнивает эти сопротивления, если Можно изменить размеры виешнего либо внутреннего проводника, либо обоих вместе (рис. 13.3а). Однако чрезмерное уменьшение уменьшает механическую прочность проводника. Чтобы увеличить снижают эквивалентную диэлектрическую проницаемость шайбы с помощью выточек (рис. 13.36). Ступица повышает электрическую прочность шайбы, препятствуя появлению поверхностного разряда, так как граница диэлектрика с воздухом проходит по области с меньшим электрическим полем.

Рис. 13.3

ИЗЛОМ

Поворот линии также сопровождается увеличением концентрации электрического поля на острых углах. При изломе на 90° эквивалентная шунтирующая емкость вносит заметное рассогласование в тракт, начиная с частот порядка Согласование можно улучшить уменьшением реактивного электрического тюля за счет ореза угла внутреннего проводника (рис. 13.4а) или уменьшения

Рис. 13.4

его диаметра, что увеличивает Z (рис. 13.46). Замена этого излома двумя по 45° приводит к тому же результату. Если расстояние между «ими составляет отраженные от двух сечений волны оказываются в противофазе, так как путь одной из них на больше, чем другой. В определенной полосе частот эти волны почти полностью компенсируются.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление