Отношение мощностей, Яд/Р

0,060

0.076

0,100

0.125

0.160

0,200

0,2б0

0,15 0,20 0,25 0,30 0.35 0,40 0,45

0,50

0,55

0,60

0.65

0,70

0,75

0.80

0,85

0,90

0,95

1,00

0,001 0.001 0.001 0,002 0,002 0,002 0.002 0.003 0,003

0.006 о 007 0,008 0.011 0,015 0,022 0.037

0,024 0.037 0,061 0,110 0,200

0.064 0,110 0.197 0,319 0,437

0,116 0,201

0,328

0,459

0.564

0,306 0,432 0,566 0,666 0,738 0,790

0.396 0,546 0,668 0,753

0,811

0.852

0,883

eo-f

Продолжение табл. IV.8

Отношение мощностей. PjlP

Мощность, передаваемую по диэлектрической пластине, получаем, интегрируя только по поперечному сечению диэлектрической пластины:

аЬ т

sin 2р/

(IV.8)

Для получения отношения потока мощности через диэлектрическую пластину ко всему потоку мощности разделим выражение (IV.8) на (IVJ), тогда

sin аа (I - t/a) sinp/

2 J

(IV.9)

Легко видеть, что при отсутствии диэлектрика (/а== = 0) отношение Яд/Я равно нулю, а при полном заполнении {t/a=l) -единице. Величины отношения Рд/Р, вычисленного по формуле (IV.9) для значений диэлектрических проницаемостей 8 = 2, 4, 9, 16 и 25 заполняющих волновод материалов, представлены в табл. IV.8. При этом значения коэффициента замедления, необходимые для подстановки в (IV.9), определялись из уравнения (IV.1) для основного типа колебаний.

При малых заполнениях отношение потока в диэлектрике ко всему потоку мощности мало и не зависит от частоты, что является следствием расположения диэлектрической пластины в области малой напряженности электрического поля в волноводе.

При умеренных заполнениях (0,075/а0,35) отношение Рд/Р достигает заметных величин с ростомвеличины диэлектрической проницаемости.

При больших заполнениях проявляется сильная зависимость отношения потока в диэлектрике ковсему потоку от частоты.

Глава V

ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ волновод с ДВУМЯ СИММЕТРИЧНО РАСПОЛОЖЕННЫМИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПЛАСТИНАМИ, ОТСТОЯЩИМИ от БОКОВЫХ СТЕНОК

1. Коэффициент замедления

Прямоугольный волновод с двумя симметрично расположенными диэлектрическими пластинами (см. рис. 1.1,(3) исследовался в работах [21-24]. В них приводятся отдельные результаты вычислений постоянной распространения в зависимости от геометрии структуры и диэлектрической проницаемости пластин. Приводимые ниже сведения, дополненные недостающими данными, систематизированы, чтобы дать возможность быстро определить значение постоянной распространения в широкой области изменения различных геометрических фак- торов и диэлектрической проницаемости пластин. Коэффициент замедления находится путем численного решения дисперсионного уравнения (1.10). В табл. V.I-V.5 приведены результаты расчета коэффициента замедления основной волны в зависимости от размеров пластин и их взаимного расположения при различных размерах волновода и значениях диэлектрической проницаемости материала пластин е; = 2, 4, 9, 16 и 25.

Рассматриваемая волноводно-диэлектрическая структура в пределе при I-ИЗ или d-0, как отмечалось ранее, переходит в структуры, описанные в гл. П и П1 соответственно. Поэтому, с целью получения дополнительной информации в предельных случаях дискретность изменения параметра t/a выбрана отличной от дискретности, используемой в гл. И и HI. Кроме того, здесь рассчитаны коэффициенты замедления основной волны

в областях, где могуг распространяться и волны высших типов, тогда как в гл. II и III эти коэффициенты даны лишь в области существования основной волны.

Из табл. V.l-V.5 видна общая закономерность изменения коэффициента замедления т при изменении расстояния между пластинами 2L С ростом Z, т. е. при движении пластин ib направлении к узким стенкам волновода, коэффициент замедления уменьшается. Это связано со снижением диэлектрического эффекта концентрации поля в пластинах, так как они удаляются от области максимальной напряженности электрического поля волновода. С ростом ширины пластин диэлектрический эффект наоборот усиливается, что приводит к увеличению коэффициента замедления.

Использование таблиц проиллюстрируем на следующих практических примерах;

1. Определить длину волны Л в волноводе с двумя диэлектрическими пластинами. Параметры: а = 5,8 см; = 0,35 см\ 2/= 1,4 см\ 8f=9, частота /=2600 Мгц. Находим относительные размеры аД=0,502; /а=0,0603; Z/a = 0,1206. Из табл. V.3 определяем т = 1,292 и Л= = Х/т-8,9А см,

2, Определить длину L активного участка волновод-ного 180-градусного фазовращателя, состоящего из двух подвижных диэлектрических пластин, перемещающихся от узких стенок волновода к центру. Параметры: а/Х = 0,7; /а = 0,06; 8=2; Х=3 см.

Из табл. V.l находим коэффициенты замедления, соответствующие положению пластин в центре волновода /i/a=0, mi = 0,863, и около узких стенок волновода = 0,44, /П2=0,702. Фазовый сдвиг связан с разностью коэффициентов замедления Am=tni-тг соотношением Дф=:360 ДтЬД. В результате получаем

i80 360.0,161

в табл. V.l-V.5 используется дискретность шага по afX - 0,1, а при малых а/Х-0,05. На практике могут потребоваться значения коэффициента замедления в*про-межуточных точках. Поэтому для получения ориентировочных данных в промежуточных точках на рис. V.1-V-5 представлены зависимости коэффициентов замедления от нормированной к длине волпы ширины волновода при различных значениях геометрических факторов н диэлектрической проницаемости пластин. 152

о; а

X О)

о а =J а - -

tr а а си

£ 3

OA S

в--е-

to о

I-- N. СП о цэ СО О

СМ CN -

О CN tn О И 3

CD СО о f--

CN CN CN - - - о

COCO cootooiorg?

- - - - ООО

CO о CO

- о to -

N. tD

-.rClCi- - £JC0 O

oootrtcoocoiO(M

OOOOCCT>q)

Ю *л <y> CD о CO

- О

CN

- MCOCO-N-CMCO OOOOCT>CT)C)OCOOOOO

ooooooo

ООО ООО сг)СТ>аст>ст>сососооосо Г Г Г- -oooooooooo

hcoot-- - oOCOOiC-Ct- tOCiCNCD - N-t£3JP

g g S S S 5 S Ц 3 й оо й

OCDCDOOOOOOOO

о о о о

со- CJoatcTcsotg

OCTtf-lO-SCOCN- о

- о о о о СЭ

OOOOOOOwO

СОСТ)>0- хююс Э a)cooocooococoN.N-о о о о

0 - COlOCDOOCnOOOOOOOO;2COOJCNCOtOOlO

1 g i g IS § S? S g S & S s S S S § к

ооооооооо оо

оооооооооо

S о о о С) оо со оо оо да оо co ооооооооооооо

- (MCOiOt 0-rfOiO(M -TfCOtN - OOCTjoO со

OOCOCOCO 000ON-K.N. N.

oooooooooo

CO OO 00 S OO CO OO CO CO CO OO CO GO OS Л да CO N- N. N. f. f. N.,

o o* o o o o o* o o* o o o o o* о о о о о о о о о о

g да S Й S S S 00 да оо XI Й оо со со N. t. N. t N.. Г-. N.

о о о о о о ООО ООООО ООО

о о о о о о о

о см -г Л оо О О] о о о о о - -

COOOOCN4frCOOC;J;*WCOOC2CDCO -i- CMOIOIOItNCOcOCOCOCO--l-**

ооооооооооо

ооооооооооо