To'lqin yo'riqnomalarining impedans mosligiga qanday erishish mumkin? Mikrotasma antenna nazariyasidagi uzatish liniyasi nazariyasidan ma'lumki, maksimal quvvat uzatish va minimal aks ettirish yo'qotishiga erishish uchun uzatish liniyalari yoki uzatish liniyalari va yuklar o'rtasida impedans mosligiga erishish uchun tegishli ketma-ket yoki parallel uzatish liniyalarini tanlash mumkin. Mikrotasma liniyalarida impedans moslashuvining xuddi shu printsipi to'lqin yo'riqnomalaridagi impedans moslashuviga ham qo'llaniladi. To'lqin yo'riqnoma tizimlaridagi aks ettirishlar impedans mos kelmasligiga olib kelishi mumkin. Impedans yomonlashganda, yechim uzatish liniyalari uchun bo'lgani kabi bir xil, ya'ni kerakli qiymatni o'zgartirish. Mos kelmaslikni bartaraf etish uchun to'plangan impedans to'lqin yo'riqnomasidagi oldindan hisoblangan nuqtalarga joylashtiriladi va shu bilan aks ettirish ta'sirini yo'q qiladi. Uzatish liniyalari to'plangan impedanslar yoki stublardan foydalansa, to'lqin yo'riqnomalari turli shakllardagi metall bloklardan foydalanadi.
1-rasm: To'lqin yo'nalishi ko'zgulari va unga tenglashtirilgan sxema,(a)Sig'imli;(b)induktiv;(c)rezonansli.
1-rasmda ko'rsatilgan shakllarning har qandayini olgan holda impedans moslashuvining turli xil turlari ko'rsatilgan va sig'imli, induktiv yoki rezonansli bo'lishi mumkin. Matematik tahlil murakkab, ammo fizik tushuntirish unday emas. Rasmdagi birinchi sig'imli metall chiziqni hisobga olsak, to'lqin yo'riqchisining yuqori va pastki devorlari orasida (dominant rejimda) mavjud bo'lgan potensial endi yaqinroq joylashgan ikkita metall sirt o'rtasida mavjudligini ko'rish mumkin, shuning uchun sig'im nuqtasi ortadi. Aksincha, 1b-rasmdagi metall blok tokning ilgari oqmagan joyida oqishiga imkon beradi. Metall blok qo'shilishi tufayli ilgari kuchaytirilgan elektr maydon tekisligida tok oqimi bo'ladi. Shuning uchun magnit maydonda energiya to'planishi sodir bo'ladi va to'lqin yo'riqchisining o'sha nuqtasidagi induktivlik oshadi. Bundan tashqari, agar c-rasmdagi metall halqaning shakli va joylashuvi oqilona ishlab chiqilgan bo'lsa, kiritilgan induktiv reaktivlik va sig'imli reaktivlik teng bo'ladi va diafragma parallel rezonans bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, asosiy rejimning impedans moslashuvi va sozlanishi juda yaxshi va bu rejimning manevr effekti ahamiyatsiz bo'ladi. Biroq, boshqa rejimlar yoki chastotalar susayadi, shuning uchun rezonansli metall halqa ham tarmoqli o'tkazuvchanlik filtri, ham rejim filtri vazifasini bajaradi.
2-rasm:(a) to'lqin yo'naltiruvchi ustunlar;(b) ikki vintli moslashtirgich
Yuqorida sozlashning yana bir usuli ko'rsatilgan, bu yerda silindrsimon metall ustun keng tomonlaridan biridan to'lqin yo'riqchisiga cho'ziladi va bu nuqtada birlashtirilgan reaktivlikni ta'minlash nuqtai nazaridan metall chiziq bilan bir xil ta'sirga ega. Metall ustun to'lqin yo'riqchisiga qanchalik cho'zilganiga qarab, sig'imli yoki induktiv bo'lishi mumkin. Asosan, bu moslashtirish usuli shundaki, bunday metall ustun to'lqin yo'riqchisiga ozgina cho'zilganda, u o'sha nuqtada sig'imli susseptansni ta'minlaydi va sig'imli susseptans penetratsiya to'lqin uzunligining chorak qismiga teng bo'lguncha ortadi. Bu nuqtada ketma-ket rezonans yuzaga keladi. Metall ustunning keyingi penetratsiyasi induktiv susseptans ta'minlanishiga olib keladi, bu esa kiritish yanada to'liq bo'lganda kamayadi. O'rta nuqtadagi o'rnatishdagi rezonans intensivligi ustun diametriga teskari proportsionaldir va filtr sifatida ishlatilishi mumkin, ammo bu holda u yuqori tartibli rejimlarni uzatish uchun tarmoqli to'xtatuvchi filtr sifatida ishlatiladi. Metall chiziqlarning impedansini oshirish bilan solishtirganda, metall ustunlardan foydalanishning asosiy afzalligi shundaki, ularni sozlash oson. Masalan, samarali to'lqin yo'riqnomasini moslashtirishga erishish uchun ikkita vintni sozlash moslamalari sifatida ishlatish mumkin.
Qarshilik yuklari va susaytirgichlar:
Boshqa har qanday uzatish tizimi singari, to'lqin yo'riqnomalari ba'zan kiruvchi to'lqinlarni aks ettirmasdan to'liq yutish va chastotaga sezgir bo'lmaslik uchun mukammal impedans moslashuvi va sozlangan yuklarni talab qiladi. Bunday terminallarning qo'llanilishidan biri tizimda hech qanday quvvatni chiqarmasdan turli xil quvvat o'lchovlarini amalga oshirishdir.
3-rasm to'lqin yo'nalishi qarshilik yuki(a) bitta konusli(b) ikki konusli
Eng keng tarqalgan rezistiv tugatish - bu to'lqin yo'riqnomasining uchiga o'rnatilgan va aks ettirishga olib kelmaslik uchun konussimon (uchi kiruvchi to'lqinga qaratilgan) yo'qotishli dielektrikning bir qismi. Bu yo'qotishli muhit to'lqin yo'riqnomasining butun kengligini egallashi yoki faqat to'lqin yo'riqnomasining uchining markazini egallashi mumkin, 3-rasmda ko'rsatilganidek. Konus bitta yoki ikki tomonlama konussimon bo'lishi mumkin va odatda λp/2 uzunligiga ega, umumiy uzunligi taxminan ikki to'lqin uzunligiga teng. Odatda shisha kabi dielektrik plitalardan yasalgan bo'lib, tashqi tomondan uglerod plyonkasi yoki suv oynasi bilan qoplangan. Yuqori quvvatli dasturlar uchun bunday terminallarda to'lqin yo'riqnomasining tashqi tomoniga qo'shilgan issiqlik qabul qilgichlari bo'lishi mumkin va terminalga yetkazilgan quvvat issiqlik qabul qilgich orqali yoki majburiy havo sovutish orqali tarqatilishi mumkin.
4-rasm Harakatlanuvchi qanotli susaytirgich
Dielektrik susaytirgichlarni 4-rasmda ko'rsatilgandek olib tashlash mumkin. To'lqin yo'riqchisining o'rtasiga joylashtirilgan holda, uni eng katta susaytirishni ta'minlaydigan to'lqin yo'riqchisining markazidan chetlariga lateral ravishda ko'chirish mumkin, bu yerda susaytirilish sezilarli darajada kamayadi, chunki dominant rejimning elektr maydon kuchi ancha past.
To'lqin yo'riqnomasidagi susayish:
To'lqin yo'riqnomalarining energiya pasayishi asosan quyidagi jihatlarni o'z ichiga oladi:
1. Ichki to'lqin yo'riqnomasi uzilishlari yoki noto'g'ri joylashtirilgan to'lqin yo'riqnomasi bo'limlaridan aks ettirish
2. To'lqin yo'riqnomasi devorlarida oqim oqimi natijasida yuzaga keladigan yo'qotishlar
3. To'ldirilgan to'lqin yo'riqnomalarida dielektrik yo'qotishlar
Oxirgi ikkitasi koaksial liniyalardagi mos keladigan yo'qotishlarga o'xshash va ikkalasi ham nisbatan kichik. Bu yo'qotish devor materialiga va uning pürüzlülüğüne, ishlatiladigan dielektrikka va chastotaga (teri effekti tufayli) bog'liq. Jez o'tkazgich uchun bu diapazon 5 gigagertsli chastotada 4 dB/100m dan 10 gigagertsli chastotada 12 dB/100m gacha, ammo alyuminiy o'tkazgich uchun bu diapazon pastroq. Kumush qoplamali to'lqin yo'riqchilari uchun yo'qotishlar odatda 35 gigagertsli chastotada 8 dB/100m, 70 gigagertsli chastotada 30 dB/100m va 200 gigagertsli chastotada 500 dB/100m ga yaqin. Yo'qotishlarni, ayniqsa eng yuqori chastotalarda, kamaytirish uchun to'lqin yo'riqchilari ba'zan (ichki) oltin yoki platina bilan qoplangan.
Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, to'lqin yo'nalishi yuqori chastotali filtr vazifasini bajaradi. To'lqin yo'nalishi o'zi deyarli yo'qotishsiz bo'lsa-da, kesish chastotasidan past chastotalar keskin kamayadi. Bu susayish tarqalish emas, balki to'lqin yo'nalishi og'zida aks etish tufayli yuzaga keladi.
To'lqin yo'riqnomasi ulanishi:
To'lqin yo'naltiruvchi ulanish odatda to'lqin yo'naltiruvchi qismlar yoki komponentlar birlashtirilganda flanjlar orqali sodir bo'ladi. Ushbu flanjning vazifasi silliq mexanik ulanishni va mos elektr xususiyatlarini, xususan, past tashqi nurlanish va past ichki aks ettirishni ta'minlashdir.
Flanj:
To'lqin yo'naltiruvchi flanjlar mikroto'lqinli aloqa, radar tizimlari, sun'iy yo'ldosh aloqasi, antenna tizimlari va ilmiy tadqiqotlarda laboratoriya uskunalarida keng qo'llaniladi. Ular turli to'lqin yo'naltiruvchi qismlarini ulash, oqish va shovqinlarning oldini olish hamda yuqori chastotali elektromagnit to'lqinlarning ishonchli uzatilishi va aniq joylashishini ta'minlash uchun to'lqin yo'naltiruvchining aniq hizalanishini ta'minlash uchun ishlatiladi. Odatdagi to'lqin yo'naltiruvchining har ikki uchida flanj mavjud, bu 5-rasmda ko'rsatilgan.
5-rasm (a) oddiy gardish; (b) gardish muftasi.
Past chastotalarda gardish to'lqin yo'riqchisiga payvandlanadi yoki payvandlanadi, yuqori chastotalarda esa tekisroq dumbali yassi gardish ishlatiladi. Ikki qism birlashtirilganda, gardishlar bir-biriga bolt bilan mahkamlanadi, lekin ulanishdagi uzilishlarning oldini olish uchun uchlari silliq bajarilishi kerak. Ba'zi sozlashlar bilan komponentlarni to'g'ri tekislash osonroq, shuning uchun kichikroq to'lqin yo'riqchilari ba'zan halqa gaykasi bilan vidalanadigan tishli gardishlar bilan jihozlangan. Chastota oshgani sayin, to'lqin yo'riqchisi muftasining o'lchami tabiiy ravishda kamayadi va muftaning uzilishi signal to'lqin uzunligi va to'lqin yo'riqchisi o'lchamiga mutanosib ravishda kattalashadi. Shuning uchun, yuqori chastotalardagi uzilishlar yanada muammoli bo'lib qoladi.
6-rasm (a) Drossel muftasining ko'ndalang kesimi;(b) drossel flanesining uchi ko'rinishi
Ushbu muammoni hal qilish uchun, 6-rasmda ko'rsatilgandek, to'lqin yo'riqnomalari orasida kichik bo'shliq qoldirish mumkin. Oddiy flanes va bir-biriga ulangan drossel flanesidan iborat drossel muftasi. Mumkin bo'lgan uzilishlarni qoplash uchun, mahkamroq ulanishga erishish uchun drossel flanesida L shaklidagi kesimli dumaloq drossel halqasi ishlatiladi. Oddiy flaneslardan farqli o'laroq, drossel flaneslari chastotaga sezgir, ammo optimallashtirilgan dizayn SWR 1,05 dan oshmaydigan o'rtacha o'tkazish qobiliyatini (ehtimol markaziy chastotaning 10%) ta'minlashi mumkin.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 15-yanvar
