- •Соосные и перпендикулярные волноводные переходы методические указания
- •Воронеж 2014
- •Общие указания
- •2. Домашнее задание и методические указания по его выполнению
- •3. Вопросы к домашнему заданию
- •4. Лабораторное задание и методические указания по его выполнению
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы по выполненной лабораторной работе
- •Библиографический список
- •Содержание
- •1. Общие указания……………………………. ……….1
- •Соосные и перпендикулярные волноводные переходы методические указания
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
2. Домашнее задание и методические указания по его выполнению
Дать краткое описание волноводных переходов, наиболее часто используемых на практике.
Для выполнения этого пункта задания нужно изучить материал соответствующих лекций по курсу «Техническая электродинамика», а также проработать материал по следующим литературным источникам [1, С.98 -103]; [3, С.226 -- 232].
При описании переходов отметить их достоинства и недостатки, области применения, способы согласования с соединяемыми элементами волноводного тракта, а также обратить внимание на трансформацию типов волн в переходах.
3. Вопросы к домашнему заданию
1. Каким образом изменяется эквивалентное сопротивление в переходе с прямоугольного волновода на прямоугольный?
2. Какие типы СВЧ переходов наиболее часто используются на практике?
3. Каковы условия существования только одной волны Н10 в переходе с прямоугольного волновода на прямоугольный?
4. За счет чего в соосном переходе с прямоугольного волновода на круглый происходит преобразование волны Н10 в волну H11?
5. Из каких соображений выбирается длина соосных переходов?
6. Почему в перпендикулярном переходе с прямоугольного волновода на круглый волна E01 проходит беспрепятственно, а волна Н11 гасится?
7. Из каких соображений выбирается длина гасящего объема?
8. Чем обусловлено различие в диаметрах круглого волновода и его гасящего объема?
9. Можно ли в переходе с преобразованием волны Н10 в E01 погасить волну H11 за счет выбора радиуса круглого волновода?
10. Каковы достоинства и недостатки биноминальных и чебышевских переходов?
11. В чем состоит достоинство экспоненциального перехода?
12. Какова трансформация типов волн в коаксиально-волноводных переходах?
13. Что является элементом связи между коаксиальной линией и прямоугольным волноводом в коаксиально-волноводных переходах?
14. Можно ли повысить электрическую прочность волноводных переходов без изменения их размеров?
15. Влияет ли на электрическую прочность перехода (рис.3) наличие в нем согласующей диафрагмы?
4. Лабораторное задание и методические указания по его выполнению
Лабораторное задание включает в свой состав следующие пункты:
1. Изучить по образцам конструктивные особенности всех СВЧ переходов (их количество и конкретные типы указываются преподавателем). 2. Измерить все размеры СВЧ переходов и составить эскизы чертежей. 3. Для перехода с прямоугольного волновода на прямоугольный:
а) определить расчетным путем по измеренным размерам граничные длины волн и , а также минимальную , среднюю и максимальную длины рабочих волн и полосу пропускания ;
б) найти число полуволн, укладывающихся в переходе при трех значениях длины волны: , ;
в) построить зависимость длины волны в волноводе от текущей длины перехода ℓ при , . 4. Для соосного перехода с прямоугольного волновода на круглый с преобразованием волны Н10 в волну Н11 определить на основании измеренных размеров:
а) длины волн: , , , , ;
б) полосу пропускания ;
в) длину волны в волноводе в круглой части перехода. 5. Для перпендикулярного перехода с прямоугольного волновода на круглый с преобразованием волны Н10 в волну E01 определить по измеренным размерам:
а) рабочую длину волны ;
б) критические длины волн в круглом волноводе и его гасящем объеме при колебаниях типа Н11 и E01 ( , , , );
в) длины волн в волноводе в круглой части перехода и гасящем объеме: , , . 6. Для всех переходов, в том числе и для перехода с коаксиальной линии на прямоугольный волновод, определить предельную пропускаемую мощность. В пункте 1 студенты должны выяснить конструктивные особенности элементов связи переходов с одной линии передачи на другую, их согласующих устройств, элементов сочленения, элементов крепления и т.п.
Линейные размеры СВЧ переходов и их отдельных составных частей измеряются, как уже отмечалось, с помощью линейки и штангенциркуля.
Для нахождения величин , , , , и нужно воспользоваться соотношениями (2), (3), (9), (10) и (16). При этом за а2 принять наибольший из широких размеров перехода.
Число полуволн , укладывающихся в переходе с прямоугольного волновода на прямоугольный, может быть найдено на основании (1).
Для построения графиков функциональной зависимости по пункту 3в необходимо использовать равенство (6), подставляя в него значения ℓ от 0 до L, а вместо соответственно
Критические длины волн в круглом волноводе и его гасящем объеме (пункт 5б) определяются с помощью соотношений
Длины волн в волноводе для круглой части переходов и гасящего объема (пункты 4в и 5в) находятся по формулам
, ,
, .
Для определения рабочей длины волны (по пункту 5 а) необходимо воспользоваться соотношением (13).
Пропускаемые по переходам предельные мощности можно найти с помощью формул (17) - (20), причем для каждого перехода из двух определяемых мощностей за предельную следует принять наименьшую из них.