როგორ მივაღწიოთ ტალღგამტარების წინაღობის შესაბამისობას? მიკროზოლიანი ანტენის თეორიაში გადამცემი ხაზების თეორიიდან ვიცით, რომ გადამცემ ხაზებს შორის ან გადამცემ ხაზებსა და დატვირთვებს შორის წინაღობის შესაბამისობის მისაღწევად შესაძლებელია შესაბამისი სერიული ან პარალელური გადამცემი ხაზების შერჩევა, რათა მიღწეულ იქნას მაქსიმალური სიმძლავრის გადაცემა და მინიმალური არეკვლის დანაკარგი. მიკროზოლიან ხაზებში წინაღობის შესაბამისობის იგივე პრინციპი ვრცელდება ტალღგამტარებში წინაღობის შესაბამისობაზეც. ტალღგამტარების სისტემებში არეკვლამ შეიძლება გამოიწვიოს წინაღობის შეუსაბამობები. როდესაც ხდება წინაღობის გაუარესება, გამოსავალი იგივეა, რაც გადამცემი ხაზების შემთხვევაში, ანუ საჭირო მნიშვნელობის შეცვლა. აგრეგირებული წინაღობა თავსდება ტალღგამტარებში წინასწარ გამოთვლილ წერტილებში შეუსაბამობის დასაძლევად, რითაც აღმოიფხვრება არეკვლის ეფექტები. მიუხედავად იმისა, რომ გადამცემი ხაზები იყენებენ აგრეგირებულ წინაღობებს ან ღეროებს, ტალღგამტარები იყენებენ სხვადასხვა ფორმის ლითონის ბლოკებს.
სურათი 1: ტალღის გამტარი დიაფრაგმები და მათი ეკვივალენტური სქემა, (ა) ტევადობითი; (ბ) ინდუქციური; (გ) რეზონანსული.
სურათი 1 გვიჩვენებს წინაღობის შესაბამისობის სხვადასხვა ტიპს, რომელიც შეიძლება იყოს ტევადობითი, ინდუქციური ან რეზონანსული. მათემატიკური ანალიზი რთულია, მაგრამ ფიზიკური ახსნა არა. სურათის პირველი ტევადობითი ლითონის ზოლის გათვალისწინებით, ჩანს, რომ ტალღგამტარი ზედა და ქვედა კედლებს შორის არსებული პოტენციალი (დომინანტურ რეჟიმში) ახლა არსებობს ორ მეტალის ზედაპირს შორის, რომლებიც უფრო ახლოს არიან, ამიტომ ტევადობა წერტილი იზრდება. ამის საპირისპიროდ, სურათი 1b-ზე ნაჩვენები ლითონის ბლოკი საშუალებას აძლევს დენს იმ ადგილას გაატაროს, სადაც ის ადრე არ მიედინებოდა. ლითონის ბლოკის დამატების გამო, დენის დინება მოხდება ადრე გაძლიერებულ ელექტრულ ველის სიბრტყეში. ამიტომ, ენერგიის დაგროვება ხდება მაგნიტურ ველში და ტალღგამტარი წერტილის ინდუქციურობა იზრდება. გარდა ამისა, თუ სურათი c-ზე ნაჩვენები ლითონის რგოლის ფორმა და პოზიცია გონივრულად არის დაპროექტებული, შემოტანილი ინდუქციური და ტევადობითი რეაქტანსი თანაბარი იქნება და აპერტურა პარალელური რეზონანსი იქნება. ეს ნიშნავს, რომ მთავარი რეჟიმის წინაღობის შესაბამისობა და რეგულირება ძალიან კარგია და ამ რეჟიმის შუნტირების ეფექტი უმნიშვნელო იქნება. თუმცა, სხვა რეჟიმები ან სიხშირეები შესუსტდება, ამიტომ რეზონანსული მეტალის რგოლი მოქმედებს როგორც ზოლის გამტარი ფილტრი, ასევე რეჟიმის ფილტრი.
სურათი 2: (ა) ტალღის გამტარი ბოძები; (ბ) ორხრახნიანი შესატყვისი
ზემოთ ნაჩვენებია რეგულირების კიდევ ერთი გზა, სადაც ცილინდრული ლითონის ბოძი ერთ-ერთი ფართო მხრიდან ტალღგამტარში ვრცელდება, რაც იგივე ეფექტს იძლევა, რაც ლითონის ზოლს ამ წერტილში გუმბათოვანი რეაქტანსის უზრუნველყოფის თვალსაზრისით. ლითონის ბოძი შეიძლება იყოს ტევადური ან ინდუქციური, იმისდა მიხედვით, თუ რამდენად შორს არის ის ტალღგამტარში. არსებითად, ეს შესაბამისობის მეთოდი გულისხმობს, რომ როდესაც ასეთი ლითონის ბოძი ოდნავ ვრცელდება ტალღგამტარში, ის ამ წერტილში უზრუნველყოფს ტევადურ წინააღმდეგობას და ტევადური წინააღმდეგობა იზრდება მანამ, სანამ შეღწევა დაახლოებით ტალღის სიგრძის მეოთხედს არ მიაღწევს. ამ წერტილში ხდება სერიული რეზონანსი. ლითონის ბოძის შემდგომი შეღწევა იწვევს ინდუქციური წინააღმდეგობას, რომელიც მცირდება, როდესაც ჩასმა უფრო სრულყოფილი ხდება. შუა წერტილში რეზონანსის ინტენსივობა უკუპროპორციულია სვეტის დიამეტრისა და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ფილტრი, თუმცა, ამ შემთხვევაში ის გამოიყენება როგორც ზოლის შემაჩერებელი ფილტრი უფრო მაღალი რიგის რეჟიმების გადასაცემად. ლითონის ზოლების წინაღობის გაზრდასთან შედარებით, ლითონის ბოძების გამოყენების მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ისინი ადვილად რეგულირდება. მაგალითად, ორი ხრახნი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც რეგულირების მოწყობილობები ტალღგამტარების ეფექტური შესაბამისობის მისაღწევად.
რეზისტენტული დატვირთვები და შემამცირებლები:
ნებისმიერი სხვა გადამცემი სისტემის მსგავსად, ტალღის გამტარებს ზოგჯერ სჭირდებათ იდეალური წინაღობის შესაბამისობა და მორგებული დატვირთვები, რათა სრულად შთანთქანონ შემომავალი ტალღები არეკვლის გარეშე და იყვნენ სიხშირისადმი არამგრძნობიარე. ასეთი ტერმინალების ერთ-ერთი გამოყენებაა სისტემაზე სხვადასხვა სიმძლავრის გაზომვების განხორციელება სიმძლავრის რეალურად გამოსხივების გარეშე.
სურათი 3 ტალღის გამტარი წინაღობის დატვირთვა (ა) ერთჯერადი კონუსური (ბ) ორმაგი კონუსური
ყველაზე გავრცელებული რეზისტენტული დაბოლოება არის დანაკარგიანი დიელექტრიკის მონაკვეთი, რომელიც დამონტაჟებულია ტალღგამტარის ბოლოში და კონუსურია (წვერით მიმართული შემომავალი ტალღისკენ) ისე, რომ არ გამოიწვიოს არეკვლა. ამ დანაკარგიან გარემოს შეიძლება ეკავოს ტალღგამტარის მთელი სიგანე, ან შეიძლება ეკავოს მხოლოდ ტალღგამტარის ბოლოს ცენტრი, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში. კონუსურობა შეიძლება იყოს ერთჯერადი ან ორმაგი კონუსური და, როგორც წესი, აქვს λp/2 სიგრძე, დაახლოებით ორი ტალღის სიგრძის საერთო სიგრძით. ჩვეულებრივ, დამზადებულია დიელექტრიკული ფირფიტებისგან, როგორიცაა მინა, გარედან დაფარული ნახშირბადის აპკით ან წყლის მინით. მაღალი სიმძლავრის აპლიკაციებისთვის, ასეთ ტერმინალებს შეიძლება ჰქონდეთ რადიატორის დამატება ტალღგამტარის გარედან და ტერმინალზე მიწოდებული სიმძლავრე შეიძლება გაიფანტოს რადიატორის მეშვეობით ან იძულებითი ჰაერით გაგრილების გზით.
სურათი 4 მოძრავი ფრთის შემამცირებელი
დიელექტრიკული შესუსტებლების მოსახსნელი გამოყენება შესაძლებელია, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 4-ზე. ტალღგამტარის შუაში განთავსებული მათი გადატანა შესაძლებელია ტალღგამტარის ცენტრიდან, სადაც ის უზრუნველყოფს უდიდეს შესუსტებას, კიდეებისკენ, სადაც შესუსტება მნიშვნელოვნად მცირდება, რადგან დომინანტური რეჟიმის ელექტრული ველის სიძლიერე გაცილებით დაბალია.
ტალღის გამტარში შესუსტება:
ტალღის გამტარების ენერგიის შესუსტება ძირითადად მოიცავს შემდეგ ასპექტებს:
1. ტალღის შიდა წყვეტებიდან ან ტალღის გამტარი მონაკვეთების არასწორად განლაგებიდან არეკლილი ...
2. ტალღის გამტარი კედლებში დენის გადინებით გამოწვეული დანაკარგები
3. დიელექტრიკული დანაკარგები შევსებულ ტალღმძღვანელებში
ბოლო ორი მსგავსია კოაქსიალური ხაზების შესაბამისი დანაკარგებისა და ორივე შედარებით მცირეა. ეს დანაკარგი დამოკიდებულია კედლის მასალასა და მის უხეშობაზე, გამოყენებულ დიელექტრიკსა და სიხშირეზე (კანის ეფექტის გამო). სპილენძის მილებისთვის დიაპაზონი 4 დბ/100 მ-დან 5 გჰც-ზე 12 დბ/100 მ-მდეა 10 გჰც-ზე, მაგრამ ალუმინის მილებისთვის დიაპაზონი უფრო დაბალია. ვერცხლისფერი ტალღგამტარებისთვის დანაკარგები, როგორც წესი, 8 დბ/100 მ-ია 35 გჰც-ზე, 30 დბ/100 მ 70 გჰც-ზე და თითქმის 500 დბ/100 მ 200 გჰც-ზე. დანაკარგების შესამცირებლად, განსაკუთრებით ყველაზე მაღალ სიხშირეებზე, ტალღგამტარები ზოგჯერ (შიგნით) მოოქროვილია ოქროთი ან პლატინით.
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ტალღგამტარი მაღალსიხშირიანი ფილტრის ფუნქციას ასრულებს. მიუხედავად იმისა, რომ თავად ტალღგამტარი პრაქტიკულად უდანაკარგოა, გამყოფი სიხშირის ქვემოთ სიხშირეები მნიშვნელოვნად შესუსტებულია. ეს შესუსტება განპირობებულია ტალღგამტარის შესასვლელთან არეკვლით და არა გავრცელებით.
ტალღის გამტარი შეერთება:
ტალღის გამტარი შეერთება, როგორც წესი, ფლანგების მეშვეობით ხდება, როდესაც ტალღის გამტარი ნაწილები ან კომპონენტები ერთმანეთთან არის შეერთებული. ამ ფლანგის ფუნქციაა გლუვი მექანიკური შეერთების და შესაბამისი ელექტრული თვისებების, კერძოდ, დაბალი გარე გამოსხივებისა და დაბალი შიდა არეკვლის უზრუნველყოფა.
ფლანგი:
ტალღის გამტარი ფლანგები ფართოდ გამოიყენება მიკროტალღურ კომუნიკაციებში, რადარულ სისტემებში, თანამგზავრულ კომუნიკაციებში, ანტენის სისტემებსა და ლაბორატორიულ აღჭურვილობაში სამეცნიერო კვლევებში. ისინი გამოიყენება ტალღის გამტარი სხვადასხვა სექციების დასაკავშირებლად, გაჟონვისა და ჩარევის თავიდან ასაცილებლად და ტალღის გამტარის ზუსტი განლაგების შესანარჩუნებლად, რათა უზრუნველყოფილი იყოს სიხშირის ელექტრომაგნიტური ტალღების მაღალი საიმედო გადაცემა და ზუსტი პოზიციონირება. ტიპურ ტალღის გამტარს თითოეულ ბოლოში აქვს ფლანგი, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 5-ზე.
სურათი 5 (ა) უბრალო ფლანგი; (ბ) ფლანგის შეერთება.
დაბალ სიხშირეებზე ფლანგი ტალღგამტართან შედუღებით ან გამაგრებით იქნება მიმაგრებული, ხოლო მაღალ სიხშირეებზე გამოიყენება ბრტყელი, კონდახით ბრტყელი ფლანგი. როდესაც ორი ნაწილი ერთიანდება, ფლანგები ჭანჭიკებით არის დამაგრებული, მაგრამ ბოლოები გლუვად უნდა დამუშავდეს, რათა თავიდან იქნას აცილებული შეერთების წყვეტა. ცხადია, კომპონენტების სწორად გასწორება გარკვეული რეგულირებით უფრო ადვილია, ამიტომ მცირე ზომის ტალღგამტარები ზოგჯერ აღჭურვილია ხრახნიანი ფლანგებით, რომელთა ერთმანეთთან მიმაგრება რგოლური კაკლით შეიძლება. სიხშირის ზრდასთან ერთად, ტალღგამტარის შეერთების ზომა ბუნებრივად მცირდება და შეერთების წყვეტა იზრდება სიგნალის ტალღის სიგრძისა და ტალღგამტარის ზომის პროპორციულად. ამიტომ, მაღალ სიხშირეებზე წყვეტები უფრო პრობლემური ხდება.
სურათი 6 (ა) ჩოკის შეერთების განივი კვეთი; (ბ) ჩოკის ფლანგის ბოლო ხედი
ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ტალღის გამტარებს შორის შეიძლება მცირე ნაპრალის დატოვება, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 6-ზე. ჩოკის შეერთება, რომელიც შედგება ჩვეულებრივი და ერთმანეთთან დაკავშირებული ჩოკის ფლანგისგან. შესაძლო წყვეტების კომპენსაციისთვის, ჩოკის ფლანგში გამოიყენება წრიული ჩოკის რგოლი L-ფორმის განივი კვეთით, რათა მიღწეულ იქნას უფრო მჭიდრო შეერთება. ჩვეულებრივი ფლანგებისგან განსხვავებით, ჩოკის ფლანგები სიხშირეზე მგრძნობიარეა, მაგრამ ოპტიმიზირებულ დიზაინს შეუძლია უზრუნველყოს გონივრული გამტარობა (შესაძლოა, ცენტრალური სიხშირის 10%), რომლის დროსაც SWR არ აღემატება 1.05-ს.
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 15 იანვარი
