ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ВОЛНОВОДА

July 16, 2012 by admin Комментировать »

Бутакова С. В. Харьковский институт ВВС Украины А/я 10744, Харьков 61140, Украина Тел.: (0572) 272409, e-mail: svetvik&ukr.net

где 3, 3′ токи набегающей и отраженной волны #ю, ц/Е фаза коэффициента отражения электрической компоненты волны Н10 (волны Е00).

Импеданс волноводной апертуры, нормированный к волновому сопротивлению Zg, определяется

Рис. 2. Модули коэффициентов отражения волноводной апертуры с диафрагмой ГА без диафрагмы

\Rl0\

Из рис. 3 видно, что при изменении параметра а/Л (пропорционального частоте) от 0,55 до 1 волновое сопротивление можно приближенно описывать формулой (1), в которой коэффициент А пробегает все промежуточные значения от 0,5 до 2, т.е. от минимального до максимального значения в ряду (2). Это противоречит предложенной в работе [2] аппроксимации волнового сопротивления волны Н10 с помощью кривой (b/a)Zcю во всем рабочем диапазоне прямоугольного волновода.

На рис. 4 и 5 представлены те же функции, что и на рис. 2, 3, но в зависимости от а/Л при разных значениях Ь/а.

На рис. 4 показаны найденные по круговой диаграмме значения коэффициентов отражения открытого конца прямоугольного волновода с компенсирующей диафрагмой в точках S [2] и F [4].

Рис. 5. Волновое сопротивление Zg и его аппроксимации в рабочем диапазоне волновода

Fig. 5. Wave impedance Zg and its approximations over the waveguide working range

Из рис. 5 видим, что функция волнового сопротивления Zg(a/2), показанная сплошными линиями, в рабочем диапазоне прямоугольного волновода плавно растет с ростом аргумента, при этом аппроксимирующие зависимости Zg4 (1) плавно уменьшаются. Экспериментальные точки S, F находятся вблизи пересечения графика волнового сопротивления Zg(a/A) и аппроксимирующей кривой

III.  Заключение

Для волновода поперечного сечения axb получена аналитическая зависимость волнового сопротивления Zg волны #ю от аргументов Ь/a и а/Л. Для заданного значения а/Л функцию Zg(b/a) можно аппроксимировать функцией A(b/a)Zcl0(b/a), где постоянная А принимает значения от 0,5 до 2 в рабочем диапазоне волновода (0,55<я/Я<1). Экспериментальные значения волнового сопротивления отличаются от расчетных не более чем на «5%.

IV. Список литературы

[1 ] Айзенберг Г. 3. Антенны ультракоротких волн. —

М.: Гослитиздат, по вопросам связи и радио, 1957. —

699 с.

[2]  Щедрин И. С. Измерение волнового сопротивления прямоугольного волновода. — В кн. «Ускорители заряженных частиц». — М.: МИФИ, 1983. с. 102-106.

[3]  Бутакова С. В. Коэффициент отражения волны Н10 от открытого конца прямоугольного волновода. —

В кн.: 12-я Международная Крымская конференция «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии». Материалы конференции [Севастополь, 9-13 сентября 2002 г.]. — Севастополь: Вебер, 2002, с. 445-446.

ISBN 966-7968-12-Х, IEEE Cat. Number 02ЕХ570.

[4]  Справочник по волноводам. Пер. с англ. под ред.

Я. Н. Фельда. — М.: Сов. радио, 1952.

RECTANGULAR WAVEGUIDE IMPEDANCE

Butakova S. V.

Kharkov Institute of Air Force of Ukraine P. O. Box 10744, Kharkov-61140 Tel.: +380 0572 272409, e-mail: svetvik(q)ukr.net

Abstract Presented in this paper is the analytical dependence of #io wave impedance on parameters b/a and a/A for the waveguide with cross-section axb. For the given value a/A, the function Zg(b/a) can be approximated by function A(b/a)ZcVi(b/a), where constant A possesses values from 0,5 up to 2 over the waveguide operation range (0,55<аЛ1<1), Zfi0 is the natural impedance of #io wave. Measured values ofthe wave impedance differ from the calculated ones no more than by «5 %.

I.  Introduction

For analysis of final length waveguides, infinite waveguides theory is supplemented with some methods of long lines theory. The concept of wave impedance is one ofthe basic concepts in the long lines theory. For double-wire line, which is equivalent to rectangular waveguide with cross-section axb and wavelength a<A<2a, formula (1) is obtained in [1], where Zfi0 is natural impedance of Hm wave, ZfJ= 120;rQ.

In other sources, coefficients in Eq. (1) possesses values from series (2) (see the bibliography in paper [2]).

The purpose of this paper is to calculate wave impedance on the basis of solution [3] for H10 reflectance from the waveguide aperture, and to compare design results with experimental ones [2], [4].

II.  Main part

Reflectance R10 is determined by (3) [3] and its real and imaginary parts are shown in Fig. 1. Close to critical value a/A=0.5 impedance ofthe aperture Zoe (4) is equivalent to inductance. Outside the waveguide operation range (0,55<а/,Ш) impedance Z„ (4) is equivalent to resistor-capacity circuit.

Let’s compensate ImZoe by an inductive diaphragm and get waveguide impedance Ze (5) [2]. Here rrf (6), Zrf (7) are reflectance and impedance of the aperture with compensating diaphragm having impedance jX. Zoe, Zd and jX are impedances, normalized by wave impedance z,.

Subsituting (3) into (4) and then (4) into (7) from equation ImZrf=0 we get A’and Zrf (8). Substituting (8) into (6) and then (6) into (5), we find waveguide impedance Zg (9). Reflectance modules ofthe waveguide aperture with diaphragm rrfand without it are shown in Fig. 2 and 4. H10 mode impedance and its approximations (2) for *4=0.5; 1; 2 depending on b/a and on a/A are presented in Fig. 3 and 5.

Areas of reflectance probable values (Fig.2) outside the waveguide operation range are bounded by curves with parameters a/A=0,55 and a/A = 1.

In Fig. 3, 4, 5 there are experimental dots [2] S (b/a=0A72, a/A=0,706) and [4] F (6/o=0,444, a/A=0J14). The values in dots S and F correspond to wave impedances, which have been obtained from experimental data [2], [4], using the method of application [2]. They are different from the rated ones (9) by 3,7 % and 5,1 %.

From Fig. 3 one can see, that close to dots S, F wave impedance Zg (9) may be approximated by function Zgy(b/a)=(b/a)Zcl0 (small dashed line). That is in accord with [2].

However when parameter a/A changes its value from 0.55 to 1, impedance Zg must be approximated by function Zp{b/a)=A{b/a)Zei0, where A possesses all intermediate values from 0.5 to 2. This conclusion is in contradiction with [2]. Outside the rectangular waveguide operation range, wave impedance function Zg(a/A), which is shown in fig. 5 by solid line, fluently grows with argument increasing, but approximating functions ZgA(a/yI) (1) fluently decrease.

III.  Conclusion

For the waveguide with cross-section axb, analytical dependence of wave impedance Zg on parameters b/a and a/A is obtained. For desired value a/A function Zg(b/a) can be approximated by function A(b/a)ZcVib/a), where constant A possesses values from 0,5 up to 2 outside the waveguide operation range (0,55<a//k<l). Experimental values ofthe wave impedance differ from the rated ones no more than by «5 %.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты