Направленный ответвитель

Направленный ответвитель - устройство для ответвления части электромагнитной энергии из основного канала передачи во вспомогательный. Направленный ответвитель (НО) представляет собой два (иногда более) отрезка линий передачи, связанных между собой определённым образом, основная линия называется первичной, вспомогательная - вторичной. Для нормальной работы НО один из концов вторичной линии (нерабочее плечо) должен быть заглушен согласованной нагрузкой, со второго (рабочего плеча) снимается ответвлённый сигнал, в зависимости от того, какую волну в первичной линии надо ответвить - падающую или отражённую, выбирается, какое плечо вторичной линии будет рабочим. Математически свойства направленных ответвителей описываются с помощью S-матриц (матриц рассеяния).

Радиочастотные направленые ответвители являются обратимыми, то есть при подаче мощности на связанную линию, устройство работает как направленный инжектор (сумматор) мощности в основную линию.

Применение

Схема двунаправленного ответвителя с детекторами для измерения мощности падающей и отражённой волны в антенном фидере

Направленные ответвители широко применяются в разных отраслях радиоэлектроники, как в качестве самостоятельных устройств в кабельных и волноводных линиях, так и в качестве элементов радиоэлектронной аппаратуры. Как самостоятельные устройства НО используются для разветвления сигнала с линии (например, телевизионные разветвители) и для контроля параметров сигнала в линии и её согласования. Как элементы аппаратуры НО используются в основном в радиоизмерительных приборах - СВЧ ваттметрах , приборах для измерения КСВ , коэффициента передачи , установках для поверки аттенюаторов и измерения ослаблений , а также в других случаях.

Классификация

• Радиочастотные направленные ответвители
  • Волноводные НО
  • Волноводно-коаксиальные НО
  • Волноводно-полосковые НО
  • Коаксиальные НО
  • Полосковые НО
  • Шлейфные НО
  • НО на сосредоточенных элементах
• Оптические (волоконно-оптические) направленные ответвители

Устройство радиочастотных НО

Волноводные НО

Шлейфные НО

Шлейфные НО реализуются, обычно, в виде интегральных микросхем , они состоят из двух отрезков полосковых линий передачи, соединенных между собой с помощью двух и более шлейфов, длины и расстояния, между которыми равны четверти длины волны, определенной в полосковой линии передачи. С увеличением числа шлейфов направленность и диапазонные характеристики шлейфового, НО улучшается. Однако при числе шлейфов более трех их волновые сопротивления становятся настолько большими, что практически не могут быть реализованы в печатном исполнении. В связи с этим в ИС СВЧ наибольшее распространение получили двух - и трехшлейфные НО.

НО на сосредоточенных элементах

На метровых и более длинных волнах НО из отрезков линий передачи обычно не применяются из-за своей громоздкости, вместо них используются ответвители на сосредоточенных реактивных элементах. В этих ответвителях отрезки линий заменены четырёхполюсниками из реактивных сосредоточенных сопротивлений. В зависимости от схемы соединения элементов между собой такие ответвители могут быть эквивалентны шлейфным НО или НО на связанных линиях.

НО на диэлектрических волноводах

На миллиметровых и более коротких волнах НО из отрезков металлических волноводов применять не эффективно из-за узкой полосы пропускания, вместо них удобно использовать НО образованные двумя отрезками диэлектрических волноводов (ДВ), плавно сведенных на некоторое расстояние. Использование гибких диэлектриков позволяет делать такие НО с регулируемым коэфиициентом деления мощности в плечи (2)и (4) и фазовым сдвигом. А также эти НО отличаются, от НО на МВ очень высокой степенью развязки между входом (1) и выходом (3).

(1)---\ /---(2) \____/ /----\ (3)---/ \---(4)

Основные нормируемые характеристики

• Переходное ослабление - логарифм отношения входной мощности основной линии к мощности, ответвленной в рабочее плечо вспомогательной линии
• Направленность - логарифм отношения мощностей на выходе рабочего и нерабочего плеч вторичной линии
• Развязка - логарифм отношения мощности на входе первичной линии к мощности в нерабочем плече вторичной линии
• Коэффициент стоячей волны первичной и вторичной линии

Устройство оптических НО

См. также

Литература

• Сазонов Д. М., Гридин А. М., Мишустин Б. А. Устройства СВЧ - М: Высш. школа, 1981
• Чернушенко А. М. Конструирование экранов и СВЧ-устройств - 1990
• А. Е. Аксенов. Направленный ответвитель на сосредоточенных индуктивных и емкостных элементах. - Радиотехника, 1976, № 2
• Фельдштейн А. Л., Явич Л. Р. Синтез четырёхполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. - М.: Связь, 1971
• Справочник по элементам полосковой техники / Под ред. А. Л. Фельдштейна - М.: Связь, 1978
• Справочник по радиоэлектронным устройствам. В 2-х т. / Под ред. Д. П. Линде - М.: Энергия, 1978
• Справочник по элементам радиоэлектронных устройств / Под ред. В. Н. Дулина и др. - М.: Энергия, 1978
• Диэлектрические волноводы / Взятышев В. Ф. - М.: Советское радио, 1970
• Микроэлектронные устройства СВЧ: Учеб. пособие для радиотехнических специальностей вузов / Под ред. Г. И. Веселова. - М.: Высш. шк., 1988

Нормативно-техническая документация

• ОСТ11-224.007-82 Ответвители направленные коаксиальные. Общие технические требования
• ОСТ11-П0.224.001-70 Ответвители направленные волноводные с равным делением мощности
• ОСТ4-397.001-85 Ответвители и разветвители пассивные оптические. Руководство по применению
• ОСТ4-397.006-85 Ответвители и разветвители пассивные оптические. Общие технические условия
• ТУ 11-ХШМ0.356.074ТУ-88 Ответвители направленные прецизионные

Ссылки

• Самодельные направленные ответвители для кабельного телевидения
• РАСЧЕТ ФУНКЦИЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ И ДОПУСКОВ НА РАЗМЕРЫ РЕГУЛИРУЕМЫХ НАПРАВЛЕННЫХ ОТВЕТВИТЕЛЕЙ

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Рис ап Грифид
• Мифы народов мира (энциклопедия)

- устройство СВЧ для отвода (ответвления) части электромагнитной энергии основной линии передачи (волноводной, коаксиальной и т. д.) во вспомогательную. Используется в измерительной и контрольно испытательной аппаратуре. * * * НАПРАВЛЕННЫЙ… … Энциклопедический словарь

направленный ответвитель - kryptinis šakotuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. directional coupler vok. gerichteter Koppler, m; Richtkoppler, m; Richtungskoppler, m rus. направленный ответвитель, m pranc. coupleur directif, m; coupleur directionnel, m … Fizikos terminų žodynas

Направленный ответвитель - устройство из двух отрезков Радиоволноводов, в котором часть энергии электромагнитной волны, распространяющейся в основном радиоволноводе, посредством элементов связи ответвляется во вспомогательный радиоволновод и передаётся в нём в… …

НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ - устройство из двух отрезков линии передачи электромагн. волн, в к ром часть энергии электромагн. волны, распространяющейся в первом отрезке, посредством элементов связи ответвляется во второй и передаётся в нём в определ. направлении. При… … Большой энциклопедический политехнический словарь

многоэлементный направленный ответвитель - — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN multielement directional coupler … Справочник технического переводчика

Полосковая линия - в технике сверхвысоких частот, плоскостная линия, канализирующая электромагнитные волны в воздушной или иной диэлектрической среде вдоль двух пли нескольких проводников, имеющих форму тонких полосок и пластин. Наряду с двухпроводными и… … Большая советская энциклопедия

Оптический рефлектометр - Fluke Networks в работе Оптический рефлектометр (англ. OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) прибор для измерения параметров волоконно оптических линий … Википедия

ГОСТ Р 50788-95: Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений - Терминология ГОСТ Р 50788 95: Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений оригинал документа: 3.1.4 Антенна устройство для приема… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Материал из Википедии - свободной энциклопедии

Направленный ответвитель - устройство для ответвления части электромагнитной энергии из основного канала передачи во вспомогательный. Направленный ответвитель (НО) представляет собой два (иногда более) отрезка линий передачи, связанных между собой определённым образом, основная линия называется первичной, вспомогательная - вторичной. Для нормальной работы НО один из концов вторичной линии (нерабочее плечо) должен быть заглушён согласованной нагрузкой, со второго (рабочего плеча) снимается ответвлённый сигнал, в зависимости от того, какую волну в первичной линии надо ответвить - падающую или отражённую, выбирается, какое плечо вторичной линии будет рабочим. Математически свойства направленных ответвителей описываются с помощью S-матриц (матриц рассеяния).

Радиочастотные направленные ответвители являются обратимыми, то есть при подаче мощности на связанную линию устройство работает как направленный инжектор (сумматор) мощности в основную линию.

Применение

Направленные ответвители широко применяются в разных отраслях радиоэлектроники , как в качестве самостоятельных устройств в кабельных и волноводных линиях, так и в качестве элементов радиоэлектронной аппаратуры. Как самостоятельные устройства НО используются для разветвления сигнала с линии (например, телевизионные разветвители) и для контроля параметров сигнала в линии и её согласования. Как элементы аппаратуры НО используются в основном в радиоизмерительных приборах - СВЧ ваттметрах , приборах для измерения КСВ , коэффициента передачи , установках для поверки аттенюаторов и измерения ослаблений , а также в других случаях.

Классификация

• Радиочастотные направленные ответвители
  • Волноводные НО
  • Волноводно-коаксиальные НО
  • Волноводно-полосковые НО
  • Коаксиальные НО
  • Полосковые НО
  • Шлейфные НО
  • НО на сосредоточенных элементах
• Оптические (волоконно-оптические) направленные ответвители

Устройство радиочастотных НО

Волноводные НО

Шлейфные НО

Шлейфные НО реализуются, обычно, в виде интегральных микросхем , они состоят из двух отрезков полосковых линий передачи, соединённых между собой с помощью двух и более шлейфов, длины и расстояния, между которыми равны четверти длины волны, определённой в полосковой линии передачи. С увеличением числа шлейфов направленность и диапазонные характеристики шлейфового НО улучшаются. Однако при числе шлейфов более трёх их волновые сопротивления становятся настолько большими, что практически не могут быть реализованы в печатном исполнении. В связи с этим в ИС СВЧ наибольшее распространение получили двух- и трёхшлейфные НО.

НО на сосредоточенных элементах

На метровых и более длинных волнах НО из отрезков линий передачи обычно не применяются из-за своей громоздкости, вместо них используются ответвители на сосредоточенных реактивных элементах. В этих ответвителях отрезки линий заменены четырёхполюсниками из реактивных сосредоточенных сопротивлений. В зависимости от схемы соединения элементов между собой такие ответвители могут быть эквивалентны шлейфным НО или НО на связанных линиях.

НО на диэлектрических волноводах

На миллиметровых и более коротких волнах НО из отрезков металлических волноводов применять не эффективно из-за узкой полосы пропускания, вместо них удобно использовать НО образованные двумя отрезками диэлектрических волноводов (ДВ), плавно сведённых на некоторое расстояние. Использование гибких диэлектриков позволяет делать такие НО с регулируемым коэффициентом деления мощности в плечи (2)и (4) и фазовым сдвигом. А также эти НО отличаются от НО на МВ очень высокой степенью развязки между входом (1) и выходом (3).

(1)---\ /---(2) \____/ /----\ (3)---/ \---(4)

Основные нормируемые характеристики

• Переходное ослабление - логарифм отношения входной мощности основной линии к мощности, ответвлённой в рабочее плечо вспомогательной линии
• Направленность - логарифм отношения мощностей на выходе рабочего и нерабочего плеч вторичной линии
• Развязка - логарифм отношения мощности на входе первичной линии к мощности в нерабочем плече вторичной линии
• Коэффициент стоячей волны первичной и вторичной линии

Устройство оптических НО

См. также

Напишите отзыв о статье "Направленный ответвитель"

Литература

• Сазонов Д. М., Гридин А. М., Мишустин Б. А. - М: Высш. школа, 1981
• Чернушенко А. М. - 1990
• А. Е. Аксенов. Направленный ответвитель на сосредоточенных индуктивных и ёмкостных элементах. - Радиотехника, 1976, № 2
• Фельдштейн А. Л., Явич Л. Р. Синтез четырёхполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. - М.: Связь, 1971
• Справочник по элементам полосковой техники / Под ред. А. Л. Фельдштейна - М.: Связь, 1978
• Справочник по радиоэлектронным устройствам. В 2-х т. / Под ред. Д. П. Линде - М.: Энергия, 1978
• Справочник по элементам радиоэлектронных устройств / Под ред. В. Н. Дулина и др. - М.: Энергия, 1978
• Диэлектрические волноводы / Взятышев В. Ф. - М.: Советское радио, 1970
• Микроэлектронные устройства СВЧ: Учеб. пособие для радиотехнических специальностей вузов / Под ред. Г. И. Веселова. - М.: Высш. шк., 1988

Нормативно-техническая документация

• ОСТ11-224.007-82 Ответвители направленные коаксиальные. Общие технические требования
• ОСТ11-П0.224.001-70 Ответвители направленные волноводные с равным делением мощности
• ОСТ4-397.001-85 Ответвители и разветвители пассивные оптические. Руководство по применению
• ОСТ4-397.006-85 Ответвители и разветвители пассивные оптические. Общие технические условия
• ТУ 11-ХШМ0.356.074ТУ-88 Ответвители направленные прецизионные

Ссылки

Отрывок, характеризующий Направленный ответвитель

Несмотря на то, что Иогель не признавал эту мазурку настоящей, все были восхищены мастерством Денисова, беспрестанно стали выбирать его, и старики, улыбаясь, стали разговаривать про Польшу и про доброе старое время. Денисов, раскрасневшись от мазурки и отираясь платком, подсел к Наташе и весь бал не отходил от нее.

Два дня после этого, Ростов не видал Долохова у своих и не заставал его дома; на третий день он получил от него записку. «Так как я в доме у вас бывать более не намерен по известным тебе причинам и еду в армию, то нынче вечером я даю моим приятелям прощальную пирушку – приезжай в английскую гостинницу». Ростов в 10 м часу, из театра, где он был вместе с своими и Денисовым, приехал в назначенный день в английскую гостинницу. Его тотчас же провели в лучшее помещение гостинницы, занятое на эту ночь Долоховым. Человек двадцать толпилось около стола, перед которым между двумя свечами сидел Долохов. На столе лежало золото и ассигнации, и Долохов метал банк. После предложения и отказа Сони, Николай еще не видался с ним и испытывал замешательство при мысли о том, как они свидятся.
Светлый холодный взгляд Долохова встретил Ростова еще у двери, как будто он давно ждал его.
– Давно не видались, – сказал он, – спасибо, что приехал. Вот только домечу, и явится Илюшка с хором.
– Я к тебе заезжал, – сказал Ростов, краснея.
Долохов не отвечал ему. – Можешь поставить, – сказал он.
Ростов вспомнил в эту минуту странный разговор, который он имел раз с Долоховым. – «Играть на счастие могут только дураки», сказал тогда Долохов.
– Или ты боишься со мной играть? – сказал теперь Долохов, как будто угадав мысль Ростова, и улыбнулся. Из за улыбки его Ростов увидал в нем то настроение духа, которое было у него во время обеда в клубе и вообще в те времена, когда, как бы соскучившись ежедневной жизнью, Долохов чувствовал необходимость каким нибудь странным, большей частью жестоким, поступком выходить из нее.
Ростову стало неловко; он искал и не находил в уме своем шутки, которая ответила бы на слова Долохова. Но прежде, чем он успел это сделать, Долохов, глядя прямо в лицо Ростову, медленно и с расстановкой, так, что все могли слышать, сказал ему:
– А помнишь, мы говорили с тобой про игру… дурак, кто на счастье хочет играть; играть надо наверное, а я хочу попробовать.
«Попробовать на счастие, или наверное?» подумал Ростов.
– Да и лучше не играй, – прибавил он, и треснув разорванной колодой, прибавил: – Банк, господа!
Придвинув вперед деньги, Долохов приготовился метать. Ростов сел подле него и сначала не играл. Долохов взглядывал на него.
– Что ж не играешь? – сказал Долохов. И странно, Николай почувствовал необходимость взять карту, поставить на нее незначительный куш и начать игру.
– Со мной денег нет, – сказал Ростов.
– Поверю!
Ростов поставил 5 рублей на карту и проиграл, поставил еще и опять проиграл. Долохов убил, т. е. выиграл десять карт сряду у Ростова.
– Господа, – сказал он, прометав несколько времени, – прошу класть деньги на карты, а то я могу спутаться в счетах.
Один из игроков сказал, что, он надеется, ему можно поверить.
– Поверить можно, но боюсь спутаться; прошу класть деньги на карты, – отвечал Долохов. – Ты не стесняйся, мы с тобой сочтемся, – прибавил он Ростову.
Игра продолжалась: лакей, не переставая, разносил шампанское.
Все карты Ростова бились, и на него было написано до 800 т рублей. Он надписал было над одной картой 800 т рублей, но в то время, как ему подавали шампанское, он раздумал и написал опять обыкновенный куш, двадцать рублей.
– Оставь, – сказал Долохов, хотя он, казалось, и не смотрел на Ростова, – скорее отыграешься. Другим даю, а тебе бью. Или ты меня боишься? – повторил он.
Ростов повиновался, оставил написанные 800 и поставил семерку червей с оторванным уголком, которую он поднял с земли. Он хорошо ее после помнил. Он поставил семерку червей, надписав над ней отломанным мелком 800, круглыми, прямыми цифрами; выпил поданный стакан согревшегося шампанского, улыбнулся на слова Долохова, и с замиранием сердца ожидая семерки, стал смотреть на руки Долохова, державшего колоду. Выигрыш или проигрыш этой семерки червей означал многое для Ростова. В Воскресенье на прошлой неделе граф Илья Андреич дал своему сыну 2 000 рублей, и он, никогда не любивший говорить о денежных затруднениях, сказал ему, что деньги эти были последние до мая, и что потому он просил сына быть на этот раз поэкономнее. Николай сказал, что ему и это слишком много, и что он дает честное слово не брать больше денег до весны. Теперь из этих денег оставалось 1 200 рублей. Стало быть, семерка червей означала не только проигрыш 1 600 рублей, но и необходимость изменения данному слову. Он с замиранием сердца смотрел на руки Долохова и думал: «Ну, скорей, дай мне эту карту, и я беру фуражку, уезжаю домой ужинать с Денисовым, Наташей и Соней, и уж верно никогда в руках моих не будет карты». В эту минуту домашняя жизнь его, шуточки с Петей, разговоры с Соней, дуэты с Наташей, пикет с отцом и даже спокойная постель в Поварском доме, с такою силою, ясностью и прелестью представились ему, как будто всё это было давно прошедшее, потерянное и неоцененное счастье. Он не мог допустить, чтобы глупая случайность, заставив семерку лечь прежде на право, чем на лево, могла бы лишить его всего этого вновь понятого, вновь освещенного счастья и повергнуть его в пучину еще неиспытанного и неопределенного несчастия. Это не могло быть, но он всё таки ожидал с замиранием движения рук Долохова. Ширококостые, красноватые руки эти с волосами, видневшимися из под рубашки, положили колоду карт, и взялись за подаваемый стакан и трубку.
– Так ты не боишься со мной играть? – повторил Долохов, и, как будто для того, чтобы рассказать веселую историю, он положил карты, опрокинулся на спинку стула и медлительно с улыбкой стал рассказывать:
– Да, господа, мне говорили, что в Москве распущен слух, будто я шулер, поэтому советую вам быть со мной осторожнее.
– Ну, мечи же! – сказал Ростов.
– Ох, московские тетушки! – сказал Долохов и с улыбкой взялся за карты.
– Ааах! – чуть не крикнул Ростов, поднимая обе руки к волосам. Семерка, которая была нужна ему, уже лежала вверху, первой картой в колоде. Он проиграл больше того, что мог заплатить.
– Однако ты не зарывайся, – сказал Долохов, мельком взглянув на Ростова, и продолжая метать.

Через полтора часа времени большинство игроков уже шутя смотрели на свою собственную игру.
Вся игра сосредоточилась на одном Ростове. Вместо тысячи шестисот рублей за ним была записана длинная колонна цифр, которую он считал до десятой тысячи, но которая теперь, как он смутно предполагал, возвысилась уже до пятнадцати тысяч. В сущности запись уже превышала двадцать тысяч рублей. Долохов уже не слушал и не рассказывал историй; он следил за каждым движением рук Ростова и бегло оглядывал изредка свою запись за ним. Он решил продолжать игру до тех пор, пока запись эта не возрастет до сорока трех тысяч. Число это было им выбрано потому, что сорок три составляло сумму сложенных его годов с годами Сони. Ростов, опершись головою на обе руки, сидел перед исписанным, залитым вином, заваленным картами столом. Одно мучительное впечатление не оставляло его: эти ширококостые, красноватые руки с волосами, видневшимися из под рубашки, эти руки, которые он любил и ненавидел, держали его в своей власти.
«Шестьсот рублей, туз, угол, девятка… отыграться невозможно!… И как бы весело было дома… Валет на пе… это не может быть!… И зачем же он это делает со мной?…» думал и вспоминал Ростов. Иногда он ставил большую карту; но Долохов отказывался бить её, и сам назначал куш. Николай покорялся ему, и то молился Богу, как он молился на поле сражения на Амштетенском мосту; то загадывал, что та карта, которая первая попадется ему в руку из кучи изогнутых карт под столом, та спасет его; то рассчитывал, сколько было шнурков на его куртке и с столькими же очками карту пытался ставить на весь проигрыш, то за помощью оглядывался на других играющих, то вглядывался в холодное теперь лицо Долохова, и старался проникнуть, что в нем делалось.

Взаимодействие факторов.

Экологические факторы обычно действуют совместно, т.е. в комплексе. Все организмы существуют при одновременном воздействии на них множества различных факторов окружающей среды – (освещенности, температуры, влажности, концентрации питательных веществ и пр.). Некоторые факторы не ограничивают развитие организмов, т.к. их значения находятся в области оптимума, другие факторы тормозят или ограничивают развитие, поскольку их значения находятся в области пессимума.

В общем виде взаимодействие различных факторов, влияющих на один и тот же организм или группу организмов, может сводиться либо к суммированию эффектов их влияния (аддитивность), либо к обоюдному усилению их взаимодействия (синергизм). Возможно также взаимное ослабление эффектов влияния факторов на организмы (антагонизм). Таким образом, одни факторы могут усиливать или смягчать действие других факторов.

Направленный ответвитель обеспечивает направленное ответвление малой части мощности высокочастотных колебаний, распространяющихся от генератора по основному тракту, к измерительной и индикаторной аппаратуре.

Направленный ответвитель состоит из двух отрезков линии (основной и вспомогательной), электрически связанных между собой. Основной отрезок включается последовательно в линию передачи высокочастотной энергии, поэтому его волновое сопротивление должно быть равно волновому сопротивлению передающего тракта. Небольшая часть передаваемой по тракту мощности посредством элементов связи ответвляется во вспомогательный отрезок линии, к выходу которого подсоединяется измерительная или индикаторная аппаратура.

Принцип работы устройства рассмотрим на примере простейшего волноводного направленного ответвителя с двумя отверстиями связи, схема которого приведена на рис. 1.

Энергия поступает в плечо 1 основной линии. Каждое из отверстий возбуждает в связанной линии по две волны, одна из которых поступает в плечо 3, а вторая - в плечо 4. В плече 4 волны от двух отверстий складываются в фазе, так как общая длина пути, проходимого этими волнами от плеча 1 до плеча 4, одинакова. В плечо 3 волны приходят в противофазе, так как путь волны из плеча 1 в плечо 3 через отверстие 1 короче пути волны, проходящей из плеча 1 в плечо 3 через отверстие 2, на ( - длина волны в волноводе). Почти вся ответвляющаяся энергия поступает в плечо 4, а в плече 3 амплитуда суммарной волны практически равна нулю. Большая часть энергии из плеча 1 пройдет в плечо 2 к нагрузке.

Направленные ответвители характеризуются следующими параметрами: переходным ослаблением, направленностью, коэффициентом стоячей волны, диапазоном частот, допустимой мощностью рассеивания.

Переходным ослаблением или связью называют отношение мощности ответвленной волны во вспомогательной линии к мощности прямой волны , распространяющейся в основной линии в том же направлении. Это отношение измеряется при чисто бегущей волне в линиях и выражается в децибелах:

Мощности в плечах направленного ответвителя.

Существует другая формула для определения переходного ослабления :

Результаты расчетов "С" по формулам и очень близки.

Переходное ослабление зависит от количества и размеров отверстий связи.

Направленностью ответвителя называется отношение мощности волны, распространяющейся во вспомогательной линии в обратном направлении, к мощности волны, распространяющейся в этой же линии в прямом направлении, и также выражается в децибелах :

Величина КСВ направленного ответвителя определяется при условии, что основная линия нагружена на согласованную нагрузку.

Диапазон частот направленного ответвителя зависит от заданных пределов направленности и, как показывают расчеты и экспериментальные данные, расширяется с увеличением числа элементов связи.

Допустимая мощность рассеивания направленным ответвителем определяется поглощающим сопротивлением вспомогательной линии (плечо 3 рис.2).

На рис. 2 изображен волноводный направленный ответвитель, который исследуется в данной работе. Связь между основным и вспомогательным волноводами осуществляется через три отверстия в общей узкой стенке волноводов, в плечо 3 помещена поглощающая нагрузка.

Направленные ответвители могут использоваться для:

¾ контроля проходящей по тракту мощности;

¾ измерения КСВ (путем измерения мощностей, пропорциональных падающей и отраженной мощностей в основном тракте);

¾ работы в смесителях СВЧ супергетеродинных приемников и т.д.

Это восьмиполюсник, предназначенный для ответвления части мощности СВЧ во вторичную линию. Направленный ответвитель:

20 дБ – переходное ослабление;

40 дБ – направленность.

Направленный ответвитель – устройство направленной взаимосвязи двух линий: бегущая волна в первичной линии от 1 к 2 вызывает во вторичной линии бегущую волну в том же самом направлении 3-4 – сонаправленный ответвитель, или в противоположном направлении, т.е. 4-3 – противонаправленный ответвитель.

Основные параметры:

1. Рабочее затухание – отношение мощностей на входе и выходе первичной линии.

2. Переходное ослабление – отношение мощностей на входе первичной линии и связанным с ней входом вторичной линии.

3. Развязка – отношение мощностей на входе первичной линии и на развязанном выходе вторичной линии.

4. Направленность – отношение мощностей на выходе рабочего и нерабочего плеча вторичной линии.

5. Фазовые соотношения направленного ответвителя характеризуют относительную разность фаз напряжений выходного плеча. Различают синфазные, когда Dj = 0; квадратурные, Dj = 90; противофазные, Dj = 180.

Направленные ответвители классифицируют:

1) По виду связи первичной и вторичной линии передачи:

1) с сосредоточенной связью;

2) с распределенной связью;

3) со щлейфной связью.

2. По степени связи: с сильной и слабой связью.

3. По типу используемых линий.

Режим работы определяется коэффициентом передачи К по полю из первичной линии во вторичную.

Идеальная матрица рассеения:

Если коэффициент связи первичной и вторичной линии мал » 1 , тогда во вторичной линии появляются сильно ослабленные волны, а направленный ответвитель может использоваться для индикации режима первичной линии, например, для измерения комплексного коэффициента отражения первичной линии. Если 0 << К < 1, тогда он используется как элемент сложного тракта разветвленных СВЧ устройств, т.е. в направленном ответвителе осуществляется деление мощности.

1. Волноводные направленные ответвители.

Различают волноводные направленные ответвители по числу элементов связи: 1) одноэлементные; 2) двухэлементные; 3) многоэлементные.

1. Одноэлементные волноводные направленные ответвители.

Элемент связи – отверстие в широкой стенке волновода.

Электрическое поле основного волновода определяет возникновение во вспомогательном волноводе двух равных по амплитуде синфазных волн , , направленных в разные стороны. Магнитное поле определяет возникновение двух равных по амплитуде противофазных волн , .

Тогда в одном направлении: + = Е 4 . В другом направлении: - = Е 3 . Таким образом, ответвление мощности происходит направленно в сторону четвертого плеча. При этом данное условие выполняется для определенного угла q.

В случае двух взаимноперпендикулярных волноводов в качестве элемента связи используют крестообразное отверстие, расположенное на диагонали общей части широких стенок. Максимальная направленность реализуется при расположении отверстия вблизи стенок.

2. Двухэлементные направленные ответвители.

Используются ненаправленные элементы связи, например, отверстия в узкой стенке волновода.

Во вторичную линию 3,4 ответвляются две волны I , , которые в плече 4 складываются синфазно, т.к. проходят одно и то же расстояние. В плече 3 они складываются в противофазе, т.к. волна проходит расстояние дополнительно 2lв/4 = lв/2 ~ 180°. Следовательно в плечо 3 мощность не ответвляется. Возможна реализация переходного ослабления больше 20 дБ.

Недостаток: узкополосность.

3. Многоэлементные направленные ответвители.

Используется число элементов связи меньше двух. При этом расстояние между ними lв/4 . Переходное ослабление меньше 10 дБ. Направленность – порядка 35 дБ. Используются в широкополосных устройствах.

2. Направленные ответвители на полосковой линии.

Направленный ответвитель на связанных линиях состоит из отрезков линий, связанных электромагнитной связью, причем длина области связи составляет нечетное число lв/4 .

С боковой связью:

С лицевой связью:

A-A

В линии 1,2 распространяющаяся волна определяет возникновение в линии 3,4 двух волн, которые в плече 3 складываются синфазно, а в плече 4 – противофазно – направленный ответвитель – противонаправленный.

Направленный ответвитель – прибор, состоящий из двух отрезков радиоволноводов.

В устройстве часть энергии электромагнитной волны, которая распространялась в основном радиоволноводе, благодаря элементам связи ответвляется во вспомогательный радиоволновод, затем движется в одном определенном направлении. В случае перемены направления распространения волны в основном радиоволноводе во вспомогательном радиоволноводе направление распространения ответвленной волны изменится на обратное. Во вспомогательном радиоволноводе направленное распространение происходит благодаря интерференции возбужденных в нем волн, при сложении которых в одном направлении происходит их взаимное погашение и образование результирующей волны – при разном направлении. Шлейфы – отверстия в смежных стенках радиоволноводов, служащие элементами связи между радиоволноводами направленного ответвителя.

Коаксиальный направленный ответвитель представляет собой прибор, который выполняет функцию ответвления части энергии, движущейся по фидеру, ответвление происходит в нескольких направлениях. При одном направлении распространения электромагнитной волны сигнал на выходе ответвителя U отв = U ф / K и где U ф является напряжением на фидере, K u – коэффициент деления ответвителя. В противоположном направлении распространения U отв = 0. Главным недостатком практически всех разновидностей направленного ответвителя считается их относительная узкополосность, поэтому в измерителях КСВ устанавливается регулировка чувствительности.

Волноводно-коаксиальный направленный ответвитель, разработанный на основе скрещенных волноводов, в основном с крестообразными отверстиями связи. В одно из плеч вторичного волновода устанавливается согласованная нагрузка, в другое плечо включаются измеритель мощности или детекторная головка, в результате образуется довольно громоздкая и тяжелая конструкция. Для уменьшения конструкции вторичную коаксиальную линию устанавливают непосредственно в волновод параллельно продольной оси волновода, при этом линия возбуждается поперечными элементами магнитного поля волны в волноводе, ответвитель становится противонаправленным. Величина направленности зависит от изменения микрополосковой линии на коаксиал разъема и коаксиал нагрузки. Направленный ответвитель такого типа действует на электромагнитной связи с поперечными элементами полей Е и Н в волноводе, что приводит при смещении проводника от центра к уменьшению коэффициента связи по косинусоидальному закону. При наличии двух ответвителей в одном сечении получается малогабаритный рефлектометр.

В аппаратуре СВЧ, 30 МГц – 300 ГГц, используется для суммирования и деления энергии волн, а также для установления направления волн, их мощности, фаз и т. д.

Направленный ответвитель используется и в приборе разделения телевизионных сигналов, принимаемых одной антенной, для маломощных приемопередатчиков, в сумматорах и смесителях. Устройства этого типа отличаются хорошей повторяемостью и высоким качеством принимаемого сигнала.