電磁場(chǎng)-第四章連接元件課件

§4.1連接元件微波傳輸線多樣性決定了不同類型傳輸線之間連接的復(fù)雜性，需要采用專門的連接元件實(shí)現(xiàn)不同微波傳輸線之間的連接。功能：不同微波傳輸線之間的連接，本質(zhì)上是實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)行電磁波模式轉(zhuǎn)換。技術(shù)要求：完成模式轉(zhuǎn)換的同時(shí)，引入衰減、損耗和反射盡可能小。一連接關(guān)系同軸線微帶線矩形波導(dǎo)圓形波導(dǎo)同軸線微帶線矩形波導(dǎo)圓形波導(dǎo)二五種連接元件波導(dǎo)抗流連接同軸線——波導(dǎo)轉(zhuǎn)接器同軸線——微帶線轉(zhuǎn)接器波導(dǎo)——微帶線轉(zhuǎn)接器矩形截面波導(dǎo)——圓截面波導(dǎo)轉(zhuǎn)接器波導(dǎo)管一般采用法蘭盤連接,可分為平法蘭接頭和扼流法蘭接頭。平法蘭接頭的特點(diǎn)是:加工方便,體積小,頻帶寬,其駐波比可以做到1.002以下,但要求接觸表面光潔度較高。扼流法蘭接頭由一個(gè)刻有扼流槽的法蘭和一個(gè)平法蘭對(duì)接而成,扼流法蘭接頭的特點(diǎn)是:功率容量大,接觸表面光潔度要求不高,但工作頻帶較窄,駐波比的典型值是1.02。因此平接頭常用低功率、寬頻帶場(chǎng)合，而扼流接頭一般用于高功率、窄頻帶場(chǎng)合。兩種連接方式平法蘭接頭的特點(diǎn)是:加工方便,體積小,頻帶寬,其駐波比可以做到1.002以下,但要求接觸表面光潔度較高。應(yīng)用特點(diǎn)：常用低功率、寬頻帶場(chǎng)合。平法蘭接頭平法蘭接頭抗流法蘭接頭抗流原理相當(dāng)于在波導(dǎo)連接處并入了一個(gè)終端短路的二分之一波長(zhǎng)線，實(shí)現(xiàn)了兩段波導(dǎo)的無阻抗連接。波導(dǎo)扭轉(zhuǎn)與彎曲元件波導(dǎo)連接頭除了法蘭接頭之外,還有各種扭轉(zhuǎn)和彎曲元件以滿足不同的需要。扭轉(zhuǎn)元件改變電磁波的極化方向而不改變其傳輸方向;波導(dǎo)彎曲改變電磁波傳播的方向時(shí)。波導(dǎo)彎曲可分為E面彎曲和H面彎曲。為了使反射最小,扭轉(zhuǎn)長(zhǎng)度應(yīng)為(2n+1)λg/4,E面波導(dǎo)彎曲的曲率半徑應(yīng)滿足R≥1.5b,H面彎曲的曲率半徑應(yīng)滿足R≥1.5a。2同軸線——波導(dǎo)轉(zhuǎn)接器這是一種連接同軸線與波導(dǎo)的元件。通過它來實(shí)現(xiàn)同軸線中TEM模與矩形截面波導(dǎo)中TE10模的相互轉(zhuǎn)換。它是把同軸線內(nèi)導(dǎo)體延伸適當(dāng)長(zhǎng)度h，作為探針在矩形截面波導(dǎo)寬壁中心線的位置上插入波導(dǎo)內(nèi)腔，同軸線的外導(dǎo)體則與波導(dǎo)壁面可靠地電連接。原理探針的遠(yuǎn)端在波導(dǎo)內(nèi)形成近似于TE10模磁場(chǎng)和電場(chǎng)分布的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，由于波導(dǎo)對(duì)模式的自濾性，抑制掉高次模，這樣就實(shí)現(xiàn)了兩種傳輸線導(dǎo)行波的模式轉(zhuǎn)換。為使導(dǎo)行波在波導(dǎo)中單方向傳輸，將距探針處的波導(dǎo)短截。為減小兩種傳輸線阻抗不連續(xù)產(chǎn)生的反射，可調(diào)整和的尺寸，這要靠實(shí)際使用中積累的經(jīng)驗(yàn)來確定。4波導(dǎo)——微帶線轉(zhuǎn)接器實(shí)現(xiàn)矩形截面波導(dǎo)中TE10模與微帶線中準(zhǔn)TEM模之間的轉(zhuǎn)換。主要問題波阻抗不匹配，引起反射波。采用單脊波導(dǎo)過渡方法可較好的消除連接引起的反射。這種單脊波導(dǎo)過渡，實(shí)質(zhì)上可理解為連續(xù)的阻抗變換。連接處取波導(dǎo)脊與相對(duì)寬壁的間隙等于微帶介質(zhì)基片厚度h，波導(dǎo)脊的寬度等于微帶線導(dǎo)帶寬度W，波導(dǎo)脊的高度可階梯改變或連續(xù)改變（漸變）。波導(dǎo)脊最高時(shí)等效阻抗約為80~90Ω，為了更完善匹配，可在脊波導(dǎo)與微帶線之間加入一段空氣微帶線過渡。5矩形截面波導(dǎo)——圓截面波導(dǎo)轉(zhuǎn)接器采用波導(dǎo)橫截面漸變過渡的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)矩形截面波導(dǎo)與圓截面波導(dǎo)的連接，同時(shí)完成兩種截面波導(dǎo)主模的相互轉(zhuǎn)換。由于波導(dǎo)橫截面