НазадНа заглавную страницуВперед
Дисциплина: "Техническая электродинамика и устройства СВЧ" 
Раздел: "Анализ электромагнитных процессов"
Тема: "Импедансные сетки в Е-плоскости"

 Импедансные сетки в Е-плоскости

По своей геометрической структуре плоские Е-устройства (рис. 2.5.1) сходны с плоскими Н-устройствами. Отличие состоит в том, что размеры a и bk выбираются из условий

 и .                         (2.5.1)

 

Рис. 2.5.1. Т-разветвление в Е-плоскости

 В этом случае в запитывающих волноводах распространяется только волна Н10 с ориентацией электрического поля в плоскости XZ. В области сочленения волновода могут существовать все составляющие полей, кроме ЕY. В результате поля ЕX, ЕZ формируют плоскую картину поля так же, как в устройстве, изображенном на рис. 2.1.2, плоскую картину формируют составляющие полей НX и НZ. В устройстве, изображенном на рис. 2.5.1, поля ЕX и ЕY изменяются вдоль оси Y () по синусоидальному закону, а именно, . Структура полей в разных сечениях сохраняется, меняется только по синусоидальному закону интенсивность картины полей. Это определяет скалярный характер описания всех полей и возможность исследования параметров плоского Е-устройства с помощью двумерной RLC сетки.

На рис. 2.5.2 представлены этапы обоснования плоской сетки на основе преобразования RLC схемы. На рис. 2.5.2,а показан столбик, состоящий из n элементарных RLC схем для случая, когда a = n×D. Так как ЕY =0, то все клеммы на вертикальных ребрах объемов замыкаются. Замыкаются также все клеммы на верхней и нижней гранях столбика. На рис. 2.5.2,б изображена эквивалентная схема, размещаемая на двух боковых гранях смежных объемов. Величина емкости для клемм с напряжением Ui равна С/2, то есть сумме двух емкостей схем объединяемых объемов. Учитывая замыкание схем на вертикальных ребрах, схему, изображенную на рис. 2.5.2,б, можно преобразовать в схему, изображенную на рис. 2.5.2,в. Полный ток, протекающий между клеммами с напряжением Ui, будет равен

,              (2.5.2)

где

; .

Производя элементарные преобразования, получим

.                 (2.5.3)

При  из (2.5.3) получаем

.                  (2.5.4)

Таким образом, взаимодействие всех элементарных объемов в схеме, изображенной на рис. 2.5.2,а, эквивалентно учтено анализом плоской RLC схемы вида, представленного на рис. 2.5.2,г, в которой, в отличие от схемы грани элементарного объема, изображенного на рис. 2.1.5, б, вместо емкости С/4 берется емкость С¢/2.

Из схемы элементарных площадок, изображенных на рис. 2.5.2,г и описывающих свойства столбиков с высотой а, изображенных на рис. 2.5.2,а, компонуется двумерная RLC сетка устройства, имеющего неоднородности только в Е-плоскости. Схема размещается в некотором произвольном сечении устройства, параллельном плоскости XZ. RLC схема элементарной площадки, изображенной на рис. 2.5.2,г, преобразуется в тождественную Rt схему, изображенную на рис. 2.5.2,д с параметрами

 ,                 (2.5.5)

.         (2.5.6)

Рис. 2.5.2. Формирование планарного элемента в Е-плоскости

 При наличии неоднородного диэлектрического заполнения для сохранения условия синхронизма преобразуем схему, изображенную на рис. 2.5.2. Для этого воспользуемся эквивалентным цепевым представлением отрезков линий схемой, которая дана на рис. 2.1.9. Тогда один элемент и фрагмент эквивалентной схемы планарной области в Е-плоскости можно представить в следующем виде:

Рис. 2.5.3. а) один элемент, б) фрагмент схемы планарной области в Е-плоскости

НазадНа заглавную страницуВперед