Спрямований відгалужувач 1
Спрямований відгалужувач - пристрій для відгалуження частини електромагнітної енергії з основного каналу передачі у допоміжний. Спрямований відгалужувач (ПЗ) являє собою два (іноді більше) відрізка ліній передачі, пов'язаних між собою певним чином, основна лінія називається первинною, допоміжна - вторинної. Для нормальної роботи АЛЕ один з кінців вторинної лінії (неробочий плече) повинен бути заглушений узгодженої навантаженням, з другого (робочого плеча) знімається ответвлённий сигнал, в залежності від того, яку хвилю в первинної лінії треба відгалузилося - падаючу або відображену, вибирається, яке плече вторинної лінії буде робочим. Математично властивості спрямованих відгалужувачі описуються за допомогою S-матриць (матриць розсіювання).
Радіочастотні спрямовані відгалужувачі є оборотними, тобто при подачі потужності на пов'язану лінію пристрій працює як спрямований інжектор (суматор) потужності в основну лінію.
Схема двонаправленого ответвителя з детекторами для вимірювання потужності падаючої і відбитої хвилі в антенном фідері
Спрямовані відгалужувачі широко застосовуються в різних галузях радіоелектроніки. як в якості самостійних пристроїв в кабельних і хвилеводних лініях, так і в якості елементів радіоелектронної апаратури. Як самостійні пристрої АЛЕ використовуються для розгалуження сигналу з лінії (наприклад, телевізійні розгалужувачі) і для контролю параметрів сигналу в лінії і її узгодження. Як елементи апаратури АЛЕ використовуються в основному в радіовимірювальних приладах - СВЧ ватметр. приладах для вимірювання КСВ. коефіцієнта передачі. установках для повірки атенюаторів і вимірювання послаблень. а також в інших випадках.
- Радіочастотні спрямовані відгалужувачі
- хвилеводні АЛЕ
- Хвилеводно-коаксіальні АЛЕ
- Хвилеводно-Полоскова АЛЕ
- коаксіальні АЛЕ
- Полоскова АЛЕ
- шлейфного АЛЕ
- АЛЕ на зосереджених елементах
- Оптичні (волоконно-оптичні) спрямовані відгалужувачі
Пристрій радіочастотних АЛЕ
хвилеводні АЛЕ
У сантиметровому і міліметровому діапазонах хвиль застосовують хвилевідну конструкцію ответвителя. Він складається з двох відрізків хвилеводу. які мають на певній ділянці загальну тонку стінку (широку або вузьку). У стінці, що розділяє хвилеводи, зроблені отвори, службовці елементами зв'язку, через які відгалужується невелика частина потужності з первинної хвилеводу у вторинний. Кількість отворів, їх форма і розміри визначають характеристики ответвителя. Направлене поширення у вторинному хвилеводі досягається в результаті інтерференції збуджених в ньому хвиль, які, складаючись, в одному напрямку взаємно гасяться, а в іншому - утворюють результуючу ответвлённую хвилю.
Хвилеводно-коаксіальні і волноводно-Полоскова АЛЕ
Хвилеводно-коаксіальний АЛЕ має хвилевідну первинну і коаксіальну або Полоскова вторинну лінію, яка поміщена безпосередньо в хвилевід паралельно поздовжньої його осі. Лінія збуджується поперечними складовими магнітного поля хвилі в хвилеводі, подібно пов'язаним лініях з хвилею типу Т. Відгалужувач є протівонаправленним. У порівнянні з хвилеводним АЛЕ, волноводно-коаксіальний має істотно менші габарити.
АЛЕ на зв'язаних лініях передачі
Найбільш компактні і широкосмугові спрямовані відгалужувачі в СВЧ діапазоні виходять при використанні ефектів взаємного зв'язку в багатопровідних лініях передачі з T-хвилями, вони можуть бути реалізовані як коаксіальні або Полоскова АЛЕ. Коаксіальний АЛЕ є відрізком кругло-двухпроводного хвилеводу, смуга - два відрізки близько лежачі Полоскова ліній із загальним екраном з висновками у вигляді коаксіальних роз'ємів.
шлейфного АЛЕ
Шлейфного АЛЕ реалізуються, зазвичай, у вигляді інтегральних мікросхем. вони складаються з двох відрізків Полоскова ліній передачі, з'єднаних між собою за допомогою двох і більше шлейфів, довжини і відстані, між якими рівні чверті довжини хвилі, визначеної в Полоскова лінії передачі. Зі збільшенням числа шлейфів спрямованість і діапазонні характеристики шлейфового АЛЕ поліпшуються. Однак при числі шлейфів більше трьох їх хвильові опору стають настільки великими, що практично не можуть бути реалізовані в друкованому виконанні. У зв'язку з цим в ІС СВЧ найбільшого поширення набули дво- і трёхшлейфние АЛЕ.
АЛЕ на зосереджених елементах
На метрових і довших хвилях АЛЕ з відрізків ліній передачі зазвичай не застосовуються через свою громіздкість, замість них використовуються ответвители на зосереджених реактивних елементах. У цих відгалужувачів відрізки ліній замінені чотириполюсника з реактивних зосереджених опорів. Залежно від схеми з'єднання елементів між собою такі ответвители можуть бути еквівалентні шлейфним ПЗ або АЛЕ на зв'язаних лініях.
АЛЕ на діелектричних хвилеводах
На міліметрових і більш коротких хвилях АЛЕ з відрізків металевих хвилеводів застосовувати не ефективно через вузької смуги пропускання, замість них зручно використовувати АЛЕ утворені двома відрізками діелектричних хвилеводів (ДВ), плавно зведених на деяку відстань. Використання гнучких діелектриків дозволяє робити такі АЛЕ з регульованим коефіцієнтом розподілу потужності в плечі (2) і (4) і фазовим зрушенням. А також ці АЛЕ відрізняються від АЛЕ на МВ дуже високим ступенем розв'язки між входом (1) і виходом (3).
Основні нормовані характеристики
- Перехідний ослаблення - логарифм відношення вхідної потужності основної лінії до потужності, ответвлённой в робоче плече допоміжної лінії
- Спрямованість - логарифм відношення потужностей на виході робочого і неробочого плечей вторинної лінії
- Розв'язка - логарифм відношення потужності на вході первинної лінії до потужності в неробочому плечі вторинної лінії
- Коефіцієнт стоячої хвилі первинної і вторинної лінії
- Діапазон частот
Пристрій оптичних АЛЕ