Все рассмотренные выше параметры НО зависят от конструктивно-технологических факторов, наличия неоднородностей и потерь в линиях передачи, качества соединительных элементов.

Направленные ответвители также различают в зависимости от того, какая часть мощности, распределяющейся в первичной линии ответвляется во вторичную. Ответвители с равным энерго-распрёделением, т. е. с ответвлением во вторичную линию половины мощности, распространяющейся по первичной линии, получили название гибридных соединений.

Матрица рассеяния идеального направленного ответвителя (коэффициенты отражения равны нулю, направленность - бесконечности) имеет вид

[S] =

О УТ-К о iK

V\-K о i/c о

о i/ о У\-к

(7.20)

\К о У\-к о

где /C = Si4 = S4i = S23 = S32.

Элементы связи волноводных направленных ответвителей. При

конструировании волноводных НО наиболее широко применяются элементы в форме круглых отверстий, щелей (продольных и поперечных), крестов и Т-образных элементов (шлейфов).

Направленные ответвители с одним элементом связи. Наиболее распространенной конструкцией одноэлементного НО является ответвитель Бете, показанный на рис. 7.21, а. В качестве элемента связи здесь используется круглое отверстие посередине широкой стенки (волновода. Электрическое поле основного волновода (электрическая связь) (рис. 7.21,6) возбуждает во вспомогательном волноводе две равные по амплитуде синфазные волны Егэ и Егэ, направленные в разные стороны. Магнитное поле (магнитная связь) (рис. 7.21, е) возбуждает во вспомогательном волноводе также две волны Егм и EV, равные по амплитуде, но противофазные. Электромагнитные волны, возбуждаемые во вспомогательном волноводе различными составляющими поля основного волновода, в одном направлении складываются (Е2э + 2м=Е4), а в другом - вычитаются (Е 2э-Е 2м==Ез). Поскольку величина магнитной связи зависит от взаимного расположения волноводов (угла Ю, рис. 7.21, а), то, поворачивая волноводы друг относительно друга (меняя угол G), можно уравнять амплитуды волн Е2э = Е2м и Е 2э=Е 2м и таким образом осуществить направленное возбуждение волноводов [25].

Другой простейшей конструкцией НО является ответвитель со взаимно-перпендикулярными волноводами (рис. 7.22). В качестве элементов связи в таких конструкциях используются как круглые, так и крестообразные отверстия, расположенные на диагонали общей части широких стенок. Максимальная направленность такого НО будет в том случае, когда отверстие расположено

в непосредственной близости от стенок, т. е. когда оно касается сторон квадрата, очерчивающего общую площадь пересекающих-ся волноводов.

Направленные ответвители с двумя элементами связи. Направ* ленный ответвитель можно сконструировать на базе ненаправлен.

Рис. 7.23. Двухэлементный направленный ответвитель

Рис. 7.22. Ответвитель на взаимно перпендикулярных волноводах:

/ ~ основная линия; 2 - вспомогательная линия; 3 - поглотитель; 4- элемент связи

ных элементов связи, какими являются, например, отверстия в узкой стенке прямоугольного волновода, связь через которые осу* ществляется за счет тангенциальной составляющей магнитного поля. Два таких отверстия, расположенных на расстоянии /=Яв/4 друг от друга, обеспечивают направленную связь. Направленность достигается за счет интерференции электромагнитных волн, возбужденных во вторичном волноводе.

Рис. 7.23 иллюстрирует принцип работы НО с двумя элементами связи. Пусть волна Ню поступает в плечо / нижнего волновода. Каждое отверстие связи возбуждает во вспомогательном вол-, поводе две волны, равные по амплитуде и противоположные по фазе. В плечо 3 приходят две волны, фазовый сдвиг между которыми составляет Лф=2р/=л, при этом волны вычитаются. В плечо 4 приходят также две волны, фазовый сдвиг между которыми Аф=0, при этом волны складываются. Переходное ослабление таких НО велико и составляет величину не менее 20 дБ, что позволяет их рекомендовать для работы на высоких уровнях мощности.

Многоэлементные направленные ответвители. Для расширения

полосы частот, в которой сохраняются заданные значения направленности и переходного ослабления, применяют многоэлементные НО В таких ответвителях могут быть использованы как элементы связи, обладающие направленностью, так и ненаправленные элементы. Расстояние между элементами связи необязательно должно быть равно четверти длины волны. Однако четвертьволновые расстояния обеспечивают максимальную направленность и широко-полосность НО.

Значительного увеличения широкополосности НО можно достичь, используя такой выбор размеров элементов связи, при котором амплитуда возбуждаемой во вторичной линии волны меняется от отверстия к отверстию по законам биномиального или чебышевского разложения и зависит от размеров, числа и типа элементов связи.

На рис. 7.24 показан многоэлементный направленный ответвитель. Ответвитель имеет переходное ослабление 10 дБ. Подобный НО обеспечивает направленность не менее 35 дБ, перепад

0ФФФФФФФФФФФФФ0Ф Ф ф\

♦ Ф0ФФФФФФФФФФф(Ф0ф-ф-4 7 J

Рис. 7.24. Мяолоэлементный волнободный направленный ответвитель: / - основной волновод; 2 - вспомогательный волновод; 3 - область связи; 4 - поглотитель

переходного ослабления не более 0,6 дБ в рабочем диапазоне частот волновода. При изготовлении элементов связи НО наиболее широко применяется метод прецизионной электроискровой обра-

Рис. 7.25. Коамоиальный направленный ответвитель:

- корпус; 2 - основная линия; 3- вспомогательная линия; 4 - согласующее сопротивление; 5 -устройстве регулировки положения вспомогательной линии; 6 - коаксиальные разъемы