Kaip pasiekti bangolaidžių varžos atitiktį? Iš perdavimo linijos teorijos mikrojuostos antenos teorijoje žinome, kad galima pasirinkti tinkamas nuoseklias arba lygiagrečias perdavimo linijas, kad būtų suderinta varža tarp perdavimo linijų arba tarp perdavimo linijų ir apkrovų, kad būtų pasiektas didžiausias galios perdavimas ir minimalūs atspindžio nuostoliai. Tas pats impedanso suderinimo principas mikrojuostose linijose taikomas ir bangolaidžių varžos suderinimui. Atspindžiai bangolaidžių sistemose gali sukelti varžos neatitikimą. Kai varža pablogėja, sprendimas yra toks pat, kaip ir perdavimo linijoms, tai yra, reikiamos vertės pakeitimas. Vienkartinė varža dedama iš anksto apskaičiuotuose bangolaidžio taškuose, kad būtų pašalintas neatitikimas, taip pašalinant atspindžių poveikį. Nors perdavimo linijose naudojamos vienkartinės varžos arba stulpeliai, bangolaidžiuose naudojami įvairių formų metaliniai blokai.
1 paveikslas: bangolaidžio rainelės ir lygiavertė grandinė,a)talpinė;b)indukcinė;c)rezonansinė.
1 paveiksle parodytos skirtingos varžos suderinimo rūšys, kurios gali būti talpinės, indukcinės arba rezonansinės. Matematinė analizė yra sudėtinga, bet fizinis paaiškinimas – ne. Atsižvelgiant į pirmąją talpinę metalinę juostelę paveikslėlyje, matyti, kad potencialas, buvęs tarp bangolaidžio viršutinės ir apatinės sienelių (dominuojančiu režimu), dabar egzistuoja tarp dviejų arčiau esančių metalinių paviršių, todėl talpa yra taškas didėja. Priešingai, metalinis blokas 1b paveiksle leidžia srovei tekėti ten, kur ji anksčiau netekėjo. Dėl pridėto metalinio bloko srovė tekės anksčiau sustiprintoje elektrinio lauko plokštumoje. Todėl magnetiniame lauke vyksta energijos kaupimas ir induktyvumas tame bangolaidžio taške didėja. Be to, jei metalinio žiedo forma ir padėtis c paveiksle yra suprojektuoti pagrįstai, įvesta indukcinė ir talpinė reaktyvumas bus vienodi, o diafragma bus lygiagretus rezonansas. Tai reiškia, kad pagrindinio režimo varžos suderinimas ir derinimas yra labai geras, o šio režimo manevravimo efektas bus nereikšmingas. Tačiau kiti režimai ar dažniai bus susilpninti, todėl rezonansinis metalinis žiedas veikia ir kaip pralaidumo filtras, ir kaip režimo filtras.
2 pav.:a)bangų kreiptuvo stulpeliai;b)dviejų sraigtų sujungiklis
Kitas derinimo būdas parodytas aukščiau, kai cilindrinis metalinis stulpas tęsiasi iš vienos iš plačių kraštų į bangolaidį, turintis tokį patį poveikį kaip metalinė juostelė, tame taške sukuriant gniužuluotą reaktyvumą. Metalinis stulpelis gali būti talpinis arba indukcinis, priklausomai nuo to, kiek jis tęsiasi į bangolaidį. Iš esmės šis suderinimo metodas yra toks, kad kai toks metalinis stulpelis šiek tiek tęsiasi į bangolaidį, tame taške jis sukuria talpinį susceptansą, o talpinis jautrumas didėja tol, kol prasiskverbimas pasiekia maždaug ketvirtadalį bangos ilgio. Šiuo metu vyksta serijinis rezonansas. . Tolesnis metalinio stulpelio prasiskverbimas sukelia indukcinį jautrumą, kuris mažėja, kai įkišimas tampa išsamesnis. Vidutinio taško instaliacijos rezonanso intensyvumas yra atvirkščiai proporcingas kolonėlės skersmeniui ir gali būti naudojamas kaip filtras, tačiau šiuo atveju jis naudojamas kaip juostos stabdymo filtras aukštesnės eilės režimams perduoti. Palyginti su metalinių juostų varžos didinimu, pagrindinis metalinių stulpų naudojimo pranašumas yra tai, kad juos lengva reguliuoti. Pavyzdžiui, du varžtai gali būti naudojami kaip derinimo įtaisai, kad būtų pasiektas efektyvus bangolaidžio suderinimas.
Varžinės apkrovos ir slopintuvai:
Kaip ir bet kuriai kitai perdavimo sistemai, bangolaidžiams kartais reikia tobulai suderinti varžą ir suderintas apkrovas, kad visiškai sugertų gaunamas bangas be atspindžio ir būtų nejautrus dažniui. Viena tokių gnybtų programų yra atlikti įvairius sistemos galios matavimus, iš tikrųjų neskleidžiant jokios galios.
3 pav. bangolaidžio varžos apkrova(a)vieno kūgio(b)dvigubo kūgio
Labiausiai paplitęs varžinis galas yra nuostolingo dielektriko dalis, sumontuota bangolaidžio gale ir smailėjanti (su galiuku nukreipta į įeinančią bangą), kad nesukeltų atspindžių. Ši nuostolinga terpė gali užimti visą bangolaidžio plotį arba gali užimti tik bangolaidžio galo centrą, kaip parodyta 3 paveiksle. Smailėjantis kūgis gali būti viengubas arba dvigubas ir paprastai jo ilgis yra λp/2, kurių bendras ilgis yra maždaug du bangos ilgiai. Paprastai gaminami iš dielektrinių plokščių, tokių kaip stiklas, iš išorės padengtos anglies plėvele arba vandens stiklu. Naudojant didelės galios įrenginius, tokiuose gnybtuose prie bangolaidžio išorės gali būti pridedami šilumos šalintuvai, o į terminalą tiekiama galia gali būti išsklaidyta per šilumos šalintuvą arba priverstinį oro aušinimą.
4 pav. Judantis menteles slopintuvas
Dielektrinius slopintuvus galima padaryti nuimamus, kaip parodyta 4 paveiksle. Įdėjus bangolaidžio vidurį, jį galima perkelti į šoną nuo bangolaidžio centro, kur jis užtikrins didžiausią slopinimą, į kraštus, kur slopinimas labai sumažėja. kadangi dominuojančio režimo elektrinio lauko stipris yra daug mažesnis.
Bangolaidžio slopinimas:
Bangolaidžių energijos slopinimas daugiausia apima šiuos aspektus:
1. Atspindžiai iš vidinių bangolaidžio netolydybių arba netinkamai suderintų bangolaidžio sekcijų
2. Nuostoliai, atsirandantys dėl srovės, tekančios bangolaidžio sienelėmis
3. Dielektriniai nuostoliai užpildytuose bangolaidžiuose
Paskutiniai du yra panašūs į atitinkamus koaksialinių linijų nuostolius ir abu yra palyginti maži. Šis nuostolis priklauso nuo sienos medžiagos ir jos šiurkštumo, naudojamo dielektriko ir dažnio (dėl odos efekto). Žalvarinio vamzdžio diapazonas yra nuo 4 dB/100 m esant 5 GHz iki 12 dB/100 m esant 10 GHz, tačiau aliuminio vamzdžio diapazonas yra mažesnis. Sidabru dengtų bangolaidžių nuostoliai paprastai yra 8 dB/100 m esant 35 GHz, 30 dB/100 m, kai dažnis 70 GHz, ir beveik 500 dB/100 m, kai dažnis 200 GHz. Siekiant sumažinti nuostolius, ypač esant aukščiausiems dažniams, bangolaidžiai kartais padengiami (iš vidaus) auksu arba platina.
Kaip jau minėta, bangolaidis veikia kaip aukšto dažnio filtras. Nors pats bangolaidis yra beveik be nuostolių, dažniai, mažesni už ribinį dažnį, yra labai susilpnėję. Šis susilpnėjimas atsiranda dėl atspindžio bangolaidžio angoje, o ne dėl sklidimo.
Bangolaidžio jungtis:
Bangolaidžio sujungimas paprastai vyksta per flanšus, kai bangolaidžio dalys arba komponentai sujungiami. Šio flanšo funkcija yra užtikrinti sklandų mechaninį sujungimą ir tinkamas elektrines savybes, ypač mažą išorinę spinduliuotę ir mažą vidinį atspindį.
Flanšas:
Bangolaidžio flanšai plačiai naudojami mikrobangų ryšiuose, radarų sistemose, palydoviniame ryšyje, antenų sistemose ir laboratorinėje įrangoje atliekant mokslinius tyrimus. Jie naudojami skirtingoms bangolaidžio sekcijoms sujungti, užtikrinti, kad būtų išvengta nuotėkio ir trukdžių, bei palaikyti tikslų bangolaidžio išlygiavimą, kad būtų užtikrintas aukštas patikimas dažnio elektromagnetinių bangų perdavimas ir tikslus padėties nustatymas. Tipiškas bangolaidis turi flanšą kiekviename gale, kaip parodyta 5 paveiksle.
5 pav. a)paprastas flanšas;b)flanšinė mova.
Esant žemesniems dažniams, flanšas bus lituojamas arba privirinamas prie bangolaidžio, o aukštesniuose dažniuose naudojamas plokštesnis užpakalinis plokščias flanšas. Sujungus dvi dalis, flanšai sujungiami varžtais, tačiau galai turi būti lygūs, kad būtų išvengta sujungimo pertrūkių. Akivaizdu, kad su tam tikrais reguliavimais teisingai suderinti komponentus yra lengviau, todėl mažesniuose bangolaidžiuose kartais yra srieginiai flanšai, kuriuos galima prisukti žiedine veržle. Didėjant dažniui, bangolaidžio jungties dydis natūraliai mažėja, o sujungimo nenutrūkstamumas didėja proporcingai signalo bangos ilgiui ir bangolaidžio dydžiui. Todėl aukštesnių dažnių nutrūkimai kelia daugiau problemų.
6 paveikslas a) Droselio movos skerspjūvis;b) Droselio flanšo vaizdas iš galo
Norėdami išspręsti šią problemą, tarp bangolaidžių galima palikti nedidelį tarpą, kaip parodyta 6 paveiksle. Droselio mova, susidedanti iš įprasto flanšo ir kartu sujungto droselio flanšo. Siekiant kompensuoti galimus netolygumus, droselio flanše naudojamas apskritas L formos skerspjūvio droselio žiedas, kad būtų užtikrinta tvirtesnė jungtis. Skirtingai nuo įprastų flanšų, droselio flanšai yra jautrūs dažniui, tačiau optimizuota konstrukcija gali užtikrinti pagrįstą dažnių juostos plotį (galbūt 10 % centrinio dažnio), kai SWR neviršija 1,05.
Paskelbimo laikas: 2024-01-15
