Теоретические сведения. Дисциплина: Технология производства средств специального назначения ТЕМА: Расчет дроссельно-фланцевого соединения

О Т Ч Е Т

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Калуга, 2016 г.

РАСЧЕТ ДРОССЕЛЬНО-ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

ВОЛНОВОДНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

Теоретические сведения

Для соединения отрезков волноводных линий передачи используют два основных типа фланцевых соединений: дроссельное и контактное. Причем дроссельно-фланцевые соединения улучшают параметры соединителя за счет сужения полосы частот.

Принцип действия дроссельно-фланцевого соединения основан на изменении величины входного сопротивления короткозамкнутой линии от ее длины в пределах (рис. 1).

Рис. 1. Эпюры напряжения, тока и входного сопротивления в короткозамкнутой линии

При работе линии без потерь короткозамкнутой на конце () напряжение на нагрузке равно нулю (), т.е. (рис. 2) . В короткозамкнутой на конце линии потребления энергии нет и в ней устанавливается режим стоячей волны.

Дроссельно-фланцевое соединение (рис. 2) представляет собой замкнутую на конце линию длиной , выполненную в форме канавок и углубления внутри фланца, включенную последовательно в главную линию.

Рис. 2. Волноводное дроссельно-фланцевое соединение

Участок соединения между точками АВС образует дроссель. При распространении волны P (H₁₀) часть энергии Р₂ в точке А ответвляется в дроссель, образуя стоячую волну. Внешний круговой паз ВС возбуждается как коаксиальная линия с колебаниями типа Н₁₁. Конфигурация силовых линий электрического поля в дроссельном соединении показана на рис. 3. Если дроссель смещен относительно волновода, возбуждается также волна Н₃₁, а при нарушении симметрии может возникнуть волна Н₂₁.

Рис. 3. Конфигурация силовых линий электрического поля в дроссельном соединении

Электрический контакт волноводов осуществляется в точке А, а механический контакт – в точке В. Участок ВС является короткозамкнутой коаксиальной линией длиной , а участок АВ – четвертьволновой радиальной линией. Следовательно, условием работы дроссельно-фланцевого соединения является равенство .

Рассмотрим принцип работы дроссельно-фланцевого соединения с учетом эпюр напряжения, тока и входного сопротивления в короткозамкнутой линии (рис. 1):

1) Так как длина короткозамкнутой линии АВС равна , то входное сопротивление дросселя в точке А будет равно нулю, а ток будет максимальным. Это эквивалентно короткому замыканию в точке А, не смотря на отсутствие механического контакта, т.е. волноводы как бы идеально прилегают друг к другу.

2) В точке В ток равен нулю не зависимо от того существует механический контакт или нет, т.е. качество обработки и чистота сопрягаемых поверхностей в этой точке не оказывают заметного влияния на параметры соединения. Кроме того, входное сопротивление в точке В бесконечно большое и следовательно на сопротивлении механического контакта на происходит заметного выделения мощности.

3) В точке С осуществляется короткое замыкание линии АВС.

Для улучшения электронного контакта в точке А необходимо чтобы волновое сопротивление коаксиальной линии ВС было много меньше волнового сопротивления ρ Н. Если величина ρ Н стандартная 500 Ом, то ρ - линии ≤ 50 Ом.