6. Чотирьохполюсники
Найрізноманітніші НВЧ пристрої можна як чотириполюсники (англ. – two-port network ). Це, передусім, відрізки ліній передачі, роз'єми, переходи між лініями різних типів, фільтри типів хвиль, що відбивають неоднорідності, які узгоджують трансформатори, атенюатори, фазообертачі, частотні фільтри тощо.
6.1. Роз'єми та з'єднання
З'єднання окремих відрізків лінії передачі (секцій) або елементів тракту зазвичай виконують за допомогою спеціальних роз'ємів (connector). Практично завжди роз'єм призначений для з'єднання ліній з однаковим хвильовим опором. Конструкції роз'ємів, як правило, стандартизовані.
Для нерухомого з'єднання хвилеводів застосовуються спеціальні фланці: контактні (плоскі) і звані дросельні.
Контактний фланець (англ. - flange, cover-to-cover connection) - це ме-
талічна пластина з отворами, яку припаюють до кінцевої частини хвилеводу (рис.6.1, а). Фланці з'єднують за допомогою болтів чи струбцинок. Вони можуть мати спрямовуючі елементи (штифти), які підвищують точність з'єднання. У місці прилягання фланців повинен забезпечуватися хороший електричний контакт, інакше буде порушено нормальну роботу хвилеводу на типах хвиль, які збуджують поздовжні складові струму в стінках. При цьому виникають відображення хвилі в місці утвореної нерегулярності, а також випромінювання електромагнітної енергії в навколишній простір. Тому до якості обробки контактної поверхні фланців та її чистоти висуваються суворі вимоги. Основною перевагою контактних фланців є незалежність їхньої роботи від довжини хвилі.
Λ/4
Рис.6.1. Фланцеві сполуки: а – контактна; б – дросельне
Дросельно-фланцеве з'єднання (англ. –cover-to-choke connection ) зі-
стоїть із двох фланців, один із яких звичайний – контактний. Інший фланець
має кільцеву виточку вздовж осі хвилеводу, як показано на рис.6.1, б . Ця виточка утворює короткозамкнений відрізок коаксіальної лінії з хвилею Н 11 довжиною Λ / 4, де Λ відповідає центральній частоті робочого діапазону. Таким чином, електричний контакт K знаходиться у вузлі стоячої хвилі струму, Внутрішня область дросельного фланця не має електричного контакту з плоским фланцем. Так утворюється відрізок радіальної лінії довжиною Λ/4. В результаті послідовного з'єднання двох чвертьхвильових відрізків ліній утворюється напівхвильовий відрізок, який трансформує коротке замикання на внутрішній периметр хвилеводу.
Дросельні фланці некритичні до якості механічного контакту та невеликих перекосів з'єднання, що не знижують електричної міцності тракту. Однак суттєвим недоліком дросельно-фланцевої сполуки є їх відносна частотна вузькосмугова. Такі з'єднання задовільно працюють у смузі близько 15% від центральної частоти робочого діапазону, хоча робоча смуга частот ретельно відпрацьованих сполук може практично досягати робочого діапазону прямокутного хвилеводу.
Для круглих хвилеводів можуть використовуватися як контактні, так і дросельні фланці.
З'єднання коаксіальних ліній виконують за допомогою штепсельних роз'ємів, частини яких за аналогією називають виделкою – розеткою. Найбільш поширені так звані полярні роз'єми, у яких з одного кінця центральний провідник закінчується штиром (англ. – male), а з іншого – гніздом (англ. – female). Конструктивно гніздо виконують у вигляді цанги із пружного матеріалу для забезпечення надійногогальванічного контакту при з'єднанні зі штирем. Цанги мають прорізи, паралельні до поздовжньої осі лінії, тобто вони паралельні лініям високочастотного струму. Роз'єм типу гнізда виконується на приладах, тому іноді його називають приладовим.
Для коаксіальних ліній, які працюють з високими рівнями потужності, застосовують дросельні з'єднання, принцип роботи яких аналогічний принципу роботи дросельних з'єднань.
Особливий інтерес становлять рухливі сполуки. До них відносяться гнучкі хвилеводи і зчленування, що обертаються.