ральной секции, другую-перпендикулярную к этой плоскости, и выражая эти составляющие через угол G, получаем;

1 £i i = I £ I sin е и I [ = 1 £ I cos е.

Составляющая £1 полностью затухает в центральной секции. Составляющая £"2 проходит через эту секцию без затухания, так как направление £"2 перпендикулярно к плоскости поглощающей пластины. Назначением секции 3 является восстановление первоначальной поляризации волны. Представляя £"2 в виде суммы двух составляющих: одной-параллельной плоскости поглощающей пластины в секции 3, другой-перпендикулярной этой плоскости, и выражая составляющие через значение угла, получаем:

I £"j I I £"а sin в н i £J = £"21 cos в.

Составляюпая Е полностью затухает в секции 3, а Е\ проходит ее без затухания н имеет поляризацию такую же, как и входящая в ослабитель волна.

Таким образом, ослабитель эквивалентен двум последовательно расположенным поляризационным светофильтрам. Применяя дважды закон Малюса, получаем:

где -мощность на входе ослабителя;

Р - мощность на выходе ослабителя;

в - угол поворота средней секции волновода. Отсюда, для ослабления в децибелах, имеем:

=-40 Ig cos е.

(4.2)

(4.3)

Таким образом, градуировочная кривая прибора задается теоретически этой формулой.

Поляризационный ослабитель не имеет частотной зависимости величины ослабления. Это связано с тем, что после полного поглощения составляющей поля, параллельной пластине, пластина перестает оказывать на него влияние. Поэтому, если взять пластину достаточной длины, чтобы поглощение параллельной составляющей заведомо обеспечивалось даже на низшей частоте диапазона, то частотная зависимость отсутствует. По этой же причине на величине ослабления не сказываются небольшие нз.менения величины удельного сопротивления поглощающих пленок. Градуи-равочная кривая реального прибора имеет отступление от теоретической. Наиболее важными источниками погрешности являются:

1. Ошибки в измерении угла 0 из-за ограниченной разрешающей способности отсчетной снстемы-

Например, при довольно высокой разрешающей способности в одну угловую минуту ошибка достигает ±0,05 дб прн ослаблении 30 дб и ±0,1 дб при ослаблении 50 дб.

2. Ошибки в определении положения точек, соответствующих максимальному и минимальному затуханию. Величины этих ошибок одного порядка с предыдущими.

3. Возникновение высших типов волн.

4. Конечные величины ослабления поглощающих пленок. Эта причина приводит к появлению частотной зависимости н к завалу градуировочной кривой в области больших затуханий.

5. Непараллельность первой н третьей пластинки, вследствие чего максимум ослабления

раздваивается и градуиро- \/У85

ночная кривая искажается (рнс. 60). Эти искажения доходят до + 0,3 н-0,5 дб при ослаблении около 30-40 дб.

Таким образом, полная погрешность близка к 3 % от величины ослабления (около ± 1 иа 30 дб). Если необходимо повысить точность измерения,поляризационный ослабитель надо градуировать. Прн этом он перестает быть абсолютным прибором, но сохраняет такие свои преимущества, как малая частотная зависимость и высокая стабильность во времени. Одни поляризационный ослабитель, как правило, перекрывает частотный диапазон волновода. При этом величина к.с.в.н. не превосходит 1,15-1,2. На волнах порядка 7 мм величина начального ослабления доходит до 11,5 дб.

Величины рассеиваемой поляризационным ослабителем мощности составлякхт доли ватта. Изготовление поляризационных ослабителей на волны короче о ~ 6 очень трудная задача из-за малых диаметров волноводов и высоких требований к точности изготовления и качеству вращающихся переходов, поэтому практически в этих диапазонах они пока не применяются.

Ослабители поляризационного типа, как правило, выполняются переменными.

Поглощающие ослабители, основанные на делении мощности (рис. 61), представляют собой направленные ответвители (см.

Рис. 60. Искажения градуировочной кривой поляризациониого ослабителя. /. Идеальная К(;иеая. 2, Реальная крияаи

ниже), V которых основной волновод нагружен на согласованную нагрузку. Ослабители этого типа градуируются, имеют частотную зависимость и, как правило, выполняются фиксированными. Величина ослабления лежит в пределах от 3 н-5 до 40 дб,

к. с. в. п.-в пределах 1,15 1,3. Величина рассеиваемой мощности в ОСИОВ1Н0М определяется параметрами согласованной нагрузки и может доходить до десятков ватт и более.

Рис. 61. С.чема устройства ослабителя, осноазнгюго на делении мощности. /. Поглоща1сща![ нагрузка. 2. Элемелты связи.

Ослабители предельного типа основаны на сильном ослаблении, которое имеет место при распространении в волноводе волны

с частотой ниже критической.

Величина затухания в этом сл\чае в прямоугольном и круглом волноводе может быть выражена формулой:

2г /

непер/единицу длины,

(4,4)

причем а не зависит от материала стенок при условии высокой его проводимости. Эта формула справедлива для случая >• > >.„р.

Практически ею можно пользоваться при --> 1,05.

Для прямоугольного волновода:

к»

(4.5)

где: а, й - размеры щироко!! и узкой стенки волновода; т, п - целые числа, соответствующие количеству полуволн, укладывающихся вдоль айв: г - относительная диэлектрическая постоянная. Для круглого волновода

;4.6)

где г - радиус волновода;

безразмерный коэффициент, зависящий от типа волны.

Для того, чтобы величина s не зависела от частоты, отношение

j должно быть малым в диапазоне частот, для

которых

предназначается ослабитель.

Ослабление, вносимое предельным ослабителем, может быть рассчитано теоретически. При эти большое значение имеет точность выполнения размеров волновода, а также точность их измерения.

Так, например, для круглого волновода

1- fbp? J

(4.7)

Отсюда видно, что погрешность определения затухания равна погрешности измерения радиуса волновода (при Кр<)-

Рис. 62. Схема устройства предельного ослабителя.

На рис. 62 приведена конструкция предельного ослабителя для работы на волне б мм. Он состоит из двух круглых латунных тр\бок л и В, образующих телескопическую систе.му. Внутренняя трубка заполняется полистиролом и точно подгоняется к наружной трубе.

Ослабление волны типа Яц в круглом волноводе, заполненном воздухом, определяется формулой:

а = 8.69 j

1,841 2

/2т:

дб мм,

где а - радиус трубы;

. - длина волны в свободном пространстве.

(4.8)

Полистирол, которым наполнена внутренняя трубка, имеет диэлектрическую постоянную, равную 2,55. Наполнение полистиролом увеличивает критическую длину волны для круглого волновода, превращая его в волновод без затухания для волн вида Ни.

Диаметр трубы и рабочий диапазон частот выбираются так, чтобы другие типы волн (например, £о]) н в этом случае по круглому волноводу не распространялись.

Еати обе трубы целиком вдвинуты одна в другую, весь круглый волновод заполнен полистиролом, и ослабление, вносимое ослабителем, минимально. Если трубки частично выдвинуты друг из друга, появляется отрезок предельного волновода, и ослабление увеличивается.

Конструктивно ослабитель представляет собой два параллельных прямоугольных волновода (Я и G на рис. 62), связанных друг с другом описанной телескопической системой. Его начальное ослабление около 1 дб. максимальное ослабление весьма велико (70-н100 дб). Разрешающая способность механизма около ±0,01 дб; к. с. в. н. ослабителей предельного типа довольно высок и редко бывает меньше 1,3, достигая величины 1,6--2.

В заключение перечислим основные задачи, решаемые с помощью ослабителей:

1- Расширение пределов измерения измерителей мощности в сторону больших мощностей.

2. Получение калиброванного по величине сигнала весьма малой мощности с возможностью регулировки его в широких пределах,

Б этом случае измерителем мощности измеряется начальный уровень сигнала, а его величина после ослабителя определяется расчетным путем на основании данных о величине ослабления, вносимого ослабителем (ка этом принципе строятся генераторы стандартного сигнала - ГСС).

3. Получение нужного соотношения мощностей в разветвлениях волиоводного тракта.

Кроме этого, ослабители часто используются в качестве развязывающих элементов, служащих для уменьшения величины к. с. в. н. и для обеспечения независимости режима генератора от характера полного сопротивления тракта (буфер) Уменьшение к с в. к при включении в тракт ослабителей объясняется тем, что основная волна проходит через них один раз. а отраженная-два раза, соответственно сильнее затухая.

Для объяснения буферного действия ослабителя уместно провести аналогию с генератором радиовещательного диапазона волн.

Как известно, если присоединить к контуру генератора индуктивность или емкость, то изменится его частота, если присоединить активное сопротивление - снизится добротность, в общем случае произойдет изменение и частоты н добротности (а значит -

амплитуды, частоты и стабильности колебаний). Входное сопротивление волиоводного тракта является комплексным, поэтому присоединение его к генератору оказывает такое же влияние на его параметры. Это влияние очень сильно для генераторов с. в. ч., которые, как правило, являются однокаскадными и одноконтурными.

Чтобы устранить вредное влияние нагрузки в радиотехническом диапазоне, ее чаще всего либо подключают через очень малую емкость или очень большое активное сопротивление, либо слабо связывают индуктивно. При этом, правда, полезно используется лишь часть мощности генератора. Ослабитель поглощающего типа представляет собой полиую аналогию такого сопротивления. Некоторые типы предельных ослабителей эквивалентны разделительной емкости.

§ 2. Направленные ответвители

Простейший тип направ-пенного ответвители (рис. 63) представляет собой два параллельных волновода, имеющих общую широкую

детектору

От еисастс

Яазрузеа отбетбителя

Оси оби а и So АН обод рис. 63. Схема устройства направленного ответвителя.

стенку. В ней на расстоянии, равном четверти длины волны в волноводе, прорезаны два отверстия, являющиеся элементами

связи между волноводами. Один (нижний на рисунке) волновод является основным и включается в основной тракт. Второй волновод имеет открытый конец для подключения элементов вспомогательного тракта. В другом его конце помещена насадка, поглощающая падающую на нее энергию. Элементы связи совершенно одинаковы.

Волна, распрострагяюшаяся в основном волноводе от ген ратора к нагрузке (в прямом направлении), возбуждает элементы связи и поэтому внутри вспомогательного волновода возникает волна, распространяющаяся в обе стороны от элементов связи-При этом волны, распространяющиеся от обоих элементов связи в направлении к открытому концу волновода, оказываются в фазе и их амплитуды складываются, а волны, распространяющиеся от элементов связи к поглощающей нагрузке, будут в противо-фазе и их амплитуды вычитаются.