Кольцевой мост

Кольцевой мост (гибридное кольцо) представляет собой сочетание четырех Т-тройников, плечи которых изогнуты и соединены между собой в замкнутое кольцо (рис.2.25а).

Длина средней окружности кольца обычно равна 3Λ/2, расстояние между ближайшими соседними плечами составляет Λ/4, а между крайними – 3Λ/4.

В зависимости от типа линии передачи различают коаксиальные, полосковые, волноводные кольцевые мосты. На рис. 5а представлен волноводный кольцевой мост с ответвлениями в плоскости Е, что чаще всего встречается.

Принцип действия и основные свойства этого устройства рассматриваются с использованием рис.2.25б.

а) б)

Рис. 5

При поступлении электромагнитной волны в плечо 1 энергия поля волны делится на равные части, распространяющиеся по кольцу в виде электромагнитных волн типа Н₁₀ (по часовой стрелке и про­тив часовой стрелки), сдвиг фаз между которыми равен π(по свойству Е-плоскостного тройника). Эти две волны подходят к каждому из плеч 2, 3, 4 с фазовыми соотношениями, учитывающими как начальный сдвиг фаз между ними (равный π), так и запаздывание каждой из волн на пути от плеча 1 до соответствующего плеча. Эти фазовые соотно­шения определяются следующим образом:

Здесь принято, что начальная фаза волны, движущейся против часовой стрелки от плеча 1 к плечу 2 φ_0лев= 0, а волны, движущейся по часовой стрелке φ_0прав= π; длина пути, пройденного волной от плеча 1 к плечу 2 против часовой стрелки l_12лев = 3Λ/4 + Λ/4 + Λ/4 = 5Λ/4, а длина пути, пройденного волной от плеча 1 к плечу 2 по часовой стрелке l_12прав= Λ/4. Так как Δφ₂ = π, это означает, что две волны от плеча 1 подойдут к плечу 2 в противофазе, то есть плечо 2 возбудится по свойству Е-плоскостного тройника.

Аналогично рассматриваются фазовые соотношения волн в плечах 3 и 4, определяющие условия их возбуждения:

Следовательно, волна, поступающая в плечо 1, распространяется в плечи 2 и 4 и не распространяется в плечо 3.

Таким образом, исходя из принципа работы, можно сформулировать следующие основные свойства кольцевого моста.

1 При полном согласовании плеч моста с нагрузками противоположные плечи 1, 3 и 2, 4 развязаны между собой.

2 Волны, поступающие в плечи 1 и 3, складываются в плече 2 и вычитаются в плече 4; волны, поступающие в плечи 2 и 4, складываются в плече 3 и вычитаются в плече 1. Отсюда следует, что кольцевой мост является синфазно-противофазным устройством.

3 У кольцевого моста волновое сопротивление кольцевой линии в раз больше волновых сопротивлений плеч. Получение заданных величин волновых сопротивлений обеспечивается выбором необходимых поперечных размеров линий передачи.