Устройства сверхвысоких частот. Малков Н.А - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3. МНОГОПОЛЮСНЫЕ СХЕМЫ СВЧ
3.1. ДЕЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
К многополюсным схемам СВЧ относятся устройства, у которых более двух входов. Простейшими из них являются
шестиполюсники – устройства с тремя входами, представляющие собой разветвление одной линии на две и применяющиеся
для деления мощности.
На рис. 3.1 изображено коаксиальное разветвление – коаксиальный тройник. На рис. 3.2 представлен волноводный
тройник в плоскости
Н
. Продольный ток, текущий по волноводу
1
, разветвляется на два и переходит в плечи
2
и
3
. Следова-
тельно, все волноводы включены здесь параллельно. При подключении генератора к плечу
3
поля в плечах
1
и
2
будут оди-
наковы по амплитуде и фазе.
На рис. 3.3 изображен волноводный тройник в плоскости
Е
. В этом соединении волновод
3
включен в волновод
1
–
2
последовательно, так как продольный ток волновода
1
–
2
обтекает волновод
3
. Мощность из плеча
3
делится на равные части
в плечах
1
и
2
, причём поля в них противофазны.
Все линейные пассивные шестиполюсные устройства без активных потерь обладают одним общим свойством, а имен-
но: они не могут быть согласованы одновременно со всех трёх плеч. Это свойство можно доказать в общем виде исходя из
унитарности матрицы рассеяния реактивной шестиполюсной схемы. Доказательство проведем методом «от противного».
Пусть схему удалось согласовать со всех входов. Тогда матрица рассеяния будет иметь вид
[ ]
=
0
0
0
3231
2321
1312
SS
SS
SS
S
.
Рис. 3.1. Коаксильный
тройник
Рис. 3.2. Разветвление
волноводов
в плоскости
Н
Рис. 3.3. Разветвле-
ние волноводов
в плоскости
Е
Применив свойство унитарности матрицы [
S
], получим:
1
2
13
2
12
=+ SS
;
0
13
*
12
=SS
;
0
31
*
21
=SS
;
1
2
23
2
21
=+ SS
;
0
23
*
21
=SS
;
0
31
*
12
=SS
;
1
2
32
2
31
=+ SS
;
0
32
*
31
=SS
;
0
32
*
13
=SS
.
В последних равенствах положим
S
12
= 0. Это немедленно приводит к следующим значениям элементов матрацы рас-
сеяния:
0;=
0;=
0;=
31
23
12
S
S
S
1;=
1;=
1;=
32
21
13
S
S
S
[ ]
=
010
001
100
S
.
Получившаяся матрица
S
является матрицей рассеяния трёхплечего циркулятора. Таким образом, условие согласования
со всех входов привело к направленной передаче электромагнитных волн. Следовательно, наше допущение об одновремен-
ном согласовании всех плеч неверно.
Определим матрицу рассеяния симметричного разветвления любой линии передачи. В этом разветвлении все входы со-
вершенно равноправны и условия связи любых двух плеч одинаковы в силу симметрии схемы, что приводит к следующим
равенствам элементов матрицы:
S
11
=
S
22
=
S
33
;
S
12
=
S
21
=
S
13
=
S
31
=
S
23
=
S
32
. Матрица
S
теперь имеет только два различных
элемента:
[ ]
=
111212
121112
121211
SSS
SSS
SSS
S
. (3.1)
3
3
1
1

Страницы