 |
§ 4. 3. Элементы конструкций коаксиальных и полосковых линий
|
|
|
|
§ 4. 3. ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИЙ КОАКСИАЛЬНЫХ И ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЙ
Высокочастотные разъемы и переходные устройства
Для осуществления соединения различных участков коаксиальных линий в СВЧ трактах, а также в переходах от коаксиальной линии к полосковой используется специальные высокочастотные разъемы штепсельного типа «ШР». Основные требования к ним: минимальные потери энергии и минимальное вносимое рассогласование.
Надежный электрический контакт для высокочастотных токов обеспечивается в разъемах с помощью пружинящих цанг и штекеров. На рис. 4. 12 показана конструкция разъема жесткой коаксиальной линии и гибкого кабеля, а также распайка проводников гибкого кабеля в разъеме. В высокочастотных разъемах жестких коаксиальных линий, предназначенных для передачи повышенных мощностей, применяют специальные конструкции опорных шайб (рис. 4. 2, д), выполняемых из материала с малой диэлектрической проницаемостью.
В переходных устройствах от коаксиальной линии к несимметричной или симметричной полосковой используются два варианта конструктивного решения (рис. 4. 13). При параллельном соединении (рис. 4. 13, а) структуры полей основного типа в обеих линиях передачи наиболее близки друг к другу по своей конфигурации. В тех случаях, когда по конструктивным соображениям, требуемым значениям волнового сопротивления и рабочей длины волны расстояние между заземленными пластинами полосковой линии должно быть малым, в переходных устройствах могут использоваться перпендикулярные соединения (рис. 4. 13, б).
Настройка такого соединения по сравнению с параллельным усложнена из-за возникновения волн высших типов вследствие асимметрии возбуждаемого поля в полосковой линии. Для целей согласования могут быть использованы короткозамкнутые или разомкнутые отрезки линии (рис. 4. 14, а), штыри, устанавливаемые вблизи перехода, и др.
|
|
|
Рис. 4. 12. Высокочастотный разъем жесткой коаксиальной линии
и гибкого кабеля с резьбовым соединением:
1 - жесткая коаксиальная линия; 2 - розетка разъема;
3 - пружинящие цанги; 4 - вставка гибкого кабеля (штекер);
5 - защитная оболочка гибкого кабеля; 6 - внешний проводник кабеля
Рис. 4. 13. Переходные устройства от коаксиальной линии к полосковой:
а - параллельное соединение; б - перпендикулярное соединение
Рис. 4. 14. Согласующие устройства в полосковых линиях:
а - реактивный шлейф; б - четвертьволновый трансформатор
Если волновые сопротивления соединяемых коаксиальной и полосковой линий различны, при согласовании перехода может быть использован четвертьволновый трансформатор, одна из конструкций которого показана на рис. 4. 14, б.
Изгибы и повороты
При прокладке жестких коаксиальных трактов, а также при размещении узлов и элементов на диэлектрической плате часто требуется изменить направление распространение энергии.
Для этой цели в коаксиальных и полосковых линиях используются уголковые переходы и плавные изгибы (рис. 4. 15). Простые уголковые переходы (рис. 4. 15, г) приводят к рассогласованию линии за счет появления волн высших типов в области изгиба. Эквивалентная схема уголкового перехода при этом может быть представлена приближенно в виде сосредоточенной емкости, шунтирующей линию. Для улучшения согласования емкость изгиба уменьшают путем изменения размеров центрального проводника, как это показано на рис. 4. 15, а, б, д, е. В некоторых случаях для уменьшения рассогласования при изгибе на 90° в коаксиальных линиях применяют два уголка по 45° каждый, расположенные на расстоянии в четверть длины волны.
|
|
|
Рис. 4. 15. Повороты и изгибы в коаксиальной и полосковой линиях:
а - простой уголковый переход с проточкой центрального проводника
для компенсации рассогласования; б, д, е - повороты с согласующими срезами;
г - простой поворот в полосковой линии; в, ж - плавные изгибы
Плавный изгиб коаксиального тракта или центрального полоска в полосковой линии (рис. 4. 15, в, ж) эквивалентен однородному отрезку линии передачи с несколько иным волновым сопротивлением. При выборе длины плавного изгиба L, равной половине длины волны в линии, изгиб действует подобно полуволновому трансформатору, и рассогласование в линии получается малым, независимо от радиуса и волнового сопротивления изгиба.
|
|
|
