Вибір розмірів прямокутного хвилеводу

Якщо задано середню довжину хвилі λ₀ робочого діапазону, треба врахувати фактори, що звужують смугу пропускання хвилеводу на основній хвилі Н ₁₀ (яка теоретично дорівнює октаві):

1) на верхніх частотах є небезпека виникнення вищого типу Н ₂₀ (див. спектр критичних хвиль на рис. 3.2);

2) на нижніх частотах: а) швидко зростають дисипативні втрати (збільшується коефіцієнт a _s – див. рис. 3.6. а);

а

б) швидко спадає рівень потужності, яку можна передати (див. рис. 3.6. б);

в) унаслідок дисперсії різко зростає довжина фазової хвилі Λ (див. вираз (3.1.а)), що зумовлює додаткову зміну відносної довжини елементів трактів НВЧ та їх частотних

характеристик.

Рис. 3.6. До вибору розмірів прямокутного хвилеводу:

а – залежність коефіцієнта згасання a _s від довжини хвилі l та висоти хвилеводу;

б – залежність нормованої переданої потужності Р від довжини хвилі l

Так, якщо вибрати діапазон робочих хвиль у межах 0,55 < λ/λ_кр < 0,8, що відповідає 1,1 a < λ < 1,6 a (коефіцієнт перекриття частоти дорівнює 1,45), то довжина хвилі Λ зміниться вже в 2,1 раза.

Загальноприйнято вибирати розміри хвилеводу приблизно так:

a» l₀/Ö2, b £ a /2.

Чим менша висота хвилеводу b, тим більший коефіцієнт ослаблення a _s (рис. 3.6, а), але при цьому краще узгоджуються з хвилеводом коаксіально-хвилевідні переходи (КХП) та електронні прилади.

Прямокутні хвилеводи мають просту жорстку конструкцію; їм властива висока електрична міцність і малі втрати. Основні їх недоліки – великі маса й габарити, а також відносна вузькосмуговість (ширина смуги становить близько 40 % середньої частоти), зумовлена сильною дисперсією та виникненням вищих типів хвиль на верхніх частотах.

Для прикладу в табл. 3.1 наведено параметри декількох хвилеводів, використовуваних у сучасних засобах зв’язку НВЧ.

Таблиця 3.1. Параметри латунних прямокутних хвилеводів

Внутрішні розміри а ´ b, мм	7,2 ´ 3,4	11,0 ´ 5,5	16,0 ´ 8,0	28,5 ´ 12,6	35,0 ´ 15,0	40,0 ´ 20,0
Діапазон, ГГц Погонна маса, кг/м Погонні втрати, дБ/м	26,4...40,0 0,213 0,600	18,0…26,5 0,314 0,400	11,9…18,0 0,688 0,200	6,57…9,99 2,413 0,103	5,38…8,17 2,856 0,075	4,64…7,00 3,524 0,046

У кілька разів більшу смугу пропускання та менші поперечні розміри, але й великі втрати мають хвилеводи складного поперечного перерізу – П- та Н-подібні.

Дата добавления: 2015-11-14