Свойства импедансных структур
.
А что будет, если глубина канавок меньше, чем четверть длины волны, как на стенке рупора
С?
Давайте посмотрим на следующем рисунке одноименный вариант
С, для которого глубина гофра равна восьмой части длины волны, а задержка тока, протекающего по
3-му пути, составляет четверть периода колебаний:
Зафиксируем на графике колебаний падающей по
2-му лучу волны некоторую фазу колебательного процесса (чёрный кружок на максимуме положительного полупериода). Мы без труда опознаем эту фазу графике поверхностного тока (синяя кривая) и на графике суммарного тока в точке
d на зелёной кривой.
Обратите внимание, что фаза результирующего колебательного процесса
отстаёт от фазы первичной волны на величину
дельта, т.е.
волна, распространяясь вдоль гофрированной поверхности с глубиной канавок меньше четверти длины волны замедляется, а такую поверхность называют замедляющей (иногда замедляющей импедансной) структурой.
Плохо это или хорошо?
Жаль, что
MIUS не имеет времени подключиться к нашему разговору... Он то сразу бы сказал, что радиолюбители ещё до Великой Отечественной войны боролись за повышение в антенно-фидерных трактах КБВ (коэффициента бегущей волны) и снижения обратной величины - КСВ (коэффициента стоячей волны), так как знали, что только бегущая волна переносит энергию радиоволн, а стоячая волна обуславливает её потери...
Так что замедление волны приводит к повышению КСВ и ухудшению параметров нашего облучателя
Да и Михаил Сергеевич говорил, что "застой - это плохо, а ускорение - хорошо"
Как же нам "ускорить" волну или, как выражаются специалисты, обеспечить режим "бегущей волны"?
Давайте сделаем канавки гофра на стенке рупора как на рисунке
D в посте от 13.11.2009 глубже четверти, но мельче половины длины волны. На рисунке выше, в одноименной позиции
D показана канавка глубиной в треть длины волны, которая обеспечивает задержку поверхностного тока на 2/3 периода.
Не трудно видеть, что отмеченную нами "красную" фазу одноименная фаза предыдущего периода "синего" колебательного процесса "тянет" за собой, и фаза суммарного ("зелёного") колебания
опережает! соответствующую фазу падающей волны на величину
дельта
Стенка рупора
D представляет собой
укоряющую импедансную структуру
Подведём итоги.
1. При глубине канавок от 0 до четверти длины волны волна, распространяясь вдоль гофрированной стенки рупора
замедляется тем больше, чем больше глубина канавки;
2. При глубине канавки равной четверти длины волны, КСВ=1, КБВ=0, волна остановлена, заперта, перекрыта, а канавка называется
четверть волновым дросселем. Перетекания волны за кромку рупора на его внешнюю поверхность нет, уровень бокового и заднего излучения ослаблен;
3. При глубине канавок от четверти до половины длины волны волна, распространяясь вдоль гофрированной стенки рупора
ускоряется. Обеспечен режим "бегущей волны", КСВ->0, а КБВ->1;
4. При глубине канавки в полдлины волны волна "доганяет" одноименную фазу предыдущего своего периода, и амплитуда суммарного колебания возрастает почти вдвое;
5. При глубине канавки больше половины длины волны отнимите от неё эту половину и смотрите пункт первый. Амплитудно-фазовые характеристики импедансных поверхностей - это периодические функции глубины канавок с периодом в половину длины волны.
6. Наилучшей конфигурацией поверхности облучателя спутниковых антенн является форма стенки рупора как на рисунке
D в посте от 13.11.2009.
7.
Гофрированные импедансные поверхности частотно зависимы . Поэтому при конструировании широкополосного облучателя необходимо выбирать компромисную глубину первой и последней канавок.
Какие эти глубины?
Жду ваших предложений
