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微波元件的連接技巧
來源: 日期:2014-1-26 15:58:26 人氣:標(biāo)簽:
連接元件的作用就是將功能不同的各種微波元件按一定的要求連接起來,組成一個(gè)完整的微波系統(tǒng)。其主要指標(biāo)要求是:接觸損耗小,駐波系數(shù)小,功率容量大,工作頻帶寬。常用的連接元件主要有接頭和轉(zhuǎn)接元件兩類。
(1)接頭
在微波技術(shù)中,通常把將相同傳輸線連接在一起的裝置統(tǒng)稱為接頭。接頭一般分為兩大類,即同軸線接頭和波導(dǎo)接頭。
對接頭的基本要求是:連接點(diǎn)的電接觸可靠;不引起電磁波的反射;輸入駐波比盡可能小,一般在1.2以下;工作頻帶要寬;電磁能量不會泄漏到接頭外面;而且結(jié)構(gòu)要牢靠,裝拆方便,容易加工等。由于同軸線接頭使用較多,這里不再介紹。下面以矩形波導(dǎo)接頭(又稱法蘭)為例,加以簡要說明。
波導(dǎo)之間的連接方法主要有接觸連接和扼流連接兩種,它們是借助于焊接在待連接波導(dǎo)端口上的法蘭盤來實(shí)現(xiàn)的。法蘭盤的結(jié)構(gòu)形式有平法蘭盤和扼流式法蘭盤兩種,分別如下圖(a)和下圖(b)所示。平法蘭盤要求法蘭孔及波導(dǎo)口的位置要十分準(zhǔn)確,表面要十分平整,如有歪斜、凹凸不平,兩段波導(dǎo)就會偏心,造成接觸不良,在連接處產(chǎn)生反射波,電磁能量也會泄露出去,大功率時(shí)可能出現(xiàn)擊穿打火的現(xiàn)象。平法蘭盤的優(yōu)點(diǎn)是體積小,工作頻帶寬,主要用于寬帶波導(dǎo)元件和測量裝置中,其駐波系數(shù)可以做到小于1.002。
矩形波導(dǎo)的另一種接頭是扼流接頭(扼流式法蘭盤),如下圖(b)所示。使用時(shí),由一個(gè)具有扼流槽的法蘭與平法蘭對接而成。在具有扼流槽的法蘭上,具有深度為λ0/4的環(huán)形小槽,槽底構(gòu)成一短路面,其阻抗等于0,槽與波導(dǎo)寬壁中點(diǎn)的距離也是λ0/4。扼流槽的等效電路如下圖(c)所示。由下圖(c)可見,扼流槽實(shí)際上是一個(gè)與主波導(dǎo)串聯(lián)連接的終端短路的1/2波長傳輸線。由終端短路的1/2波長傳輸線的性質(zhì)可知:即使兩段波導(dǎo)的接口1、2之間的機(jī)械接觸不是很平整或具有一小縫隙,它們之間仍具有十分良好的電接觸。
由于扼流槽的尺寸與工作波長九。有關(guān),當(dāng)頻率變化較大時(shí),扼流槽的電長度也相應(yīng)地變化,不再正好等于1/2波長。所以扼流法蘭的工作頻帶要比平法蘭的窄得多,其駐波系數(shù)在中心頻率上的典型值是1.02。
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