Устройства СВЧ и антенны. Малков Н.А. - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1.1.2. Четырёхполюснику с волноводными подводящими линиями можно сопоставить эквивалентную модель в виде
четырёхполюсника классической теории цепей, к которому подключены линии, работающие на волне Т (ТЕМ). Состояние
четырёхполюсника характеризуется при этом комплексными амплитудами напряжений и токов
1 2 1 2
, , ,
U U I I
& & & &
, а режим в
линиях – комплексными амплитудами падающих и расходящихся волн напряжения и тока (
1 1 2 2 1
, , , ,
U U U U I
− + − + −
и т.д.).
Эквивалентность четырёхполюсника СВЧ и его модели понимается в смысле равенства их
S
-матриц.
1.1.3. Если четырёхполюсник на рис. 1.1,
б
взаимный, то его можно представить эквивалентной схемой, состоящий из
элементов с сосредоточенными параметрами. Например, часто применяют Т- и П-образные схемы. Элементы эквивалентной
схемы должны быть подобраны так, чтобы матрица рассеяния на модели (рис. 1.1,
б
) совпадала с матрицей рассеяния
оригинала – четырёхполюсника СВЧ.
1.2. Матрицы рассеяния и эквивалентные схемы некоторых классов четырёхполюсников
1.2.1. В наиболее общем случае элементы матрицы рассеяния четырёхполюсника независимы друг от друга, и для
полного его описания нужно знать модули и фазы всех четырёх элементов
S
-матрицы – всего 8 вещественных величин.
Однако существует несколько широких классов четырёхполюсных устройств, у которых между элементами
S
-матрицы
имеются связи. Учёт этих связей позволяет получить существенные упрощения как при теоретическом рассмотрении
четырёхполюсников, так и при их экспериментальном исследовании.
1.2.2. Четырёхполюсники, в объёме которых отсутствуют анизотропные включения типа намагниченного феррита, являются
взаимными устройствами. Их матрицы рассеяния симметричны относительно главной диагонали:
12 21 12 21 12 21
, ,
S S S S
= = ϕ = ϕ
& &
.
1.2.3. Четырёхполюсники, сообщающиеся с внешним пространством только через подводящие волноводы и не
содержащие поглощающих материалов, образуют класс реактивных четырёхполюсников. Матрицы рассеяния таких
устройств унитарны, т.е.
[
S
]
[ ]
S
′′
= [1] ,
где
[ ]
S
′′
– матрица, эрмитово-сопряжённая матрице [
S
]; [1] – единичная матрица.
1.2.4. Часто встречаются четырёхполюсники, имеющие поперечную
плоскость симметрии. Примером такого устройства яв-
ляется волноводный уголок (рис. 1.2). В матрице рассеяния таких четырёхполюсников
диагональные элементы одинаковы:
11 22 11 22 11 22
, , .
S S S S
= = ϕ = ϕ
& &
1.2.5. Часто встречаются четырёхполюсники, в объёме которых имеется
препятствие малой протяжённости вдоль оси волновода. Как пример, на рис. 1.3,
а
приведён
Рис. 1.3. Симметрично и антисимметрично рассеивающие четырёхполюсники
тонкий штырь, перпендикулярный широким стенкам прямоугольного волновода. Рассмотрим процессы в этой структуре при
возбуждении её волной единичной амплитуды, падающей слева. Под влиянием электрического поля этой волны в штыре
возникает ток (он создаёт вторичные волны, расходящиеся от штыря, причём их электрическое поле зеркально
симметрично относительно плоскости
А
). Следовательно, амплитуды вторичных волн на
Р
1
и
Р
2
равны между собой и
штырь поэтому можно назвать симметричным рассеивающим препятствием. Волна, излучённая штырём налево, есть
единственная волна, уходящая от четырёхполюсника через сечение
Р
1
. Следовательно, её амплитуда на
Р
1
равна элементу
11
S
&
матрицы рассеяния. В то же время волна, уходящая от четырёхполюсника через сечение
Р
2
, образуется наложением
двух волн, бегущих в одном направлении – первичной (её амплитуда равна на
Р
1
–
1 1
2
i k l
e
−
) и вторичной (её амплитуда на
Р
2
Рис. 1.2. Волноводный уголок
Р
1
Р
2

Страницы