Шлейфы с контактными и бесконтактными поршнями

Реактивные шлейфы часто выполняются в виде отрезков линий передачи (волноводной, коаксиальной) с короткозамкнутыми поршнями, регулирующими их длину. Основным параметром реального шлейфа является значение входного КСВ, которое должно быть как можно более высоким. В нерегулируемых коаксиальных или волноводных шлейфах с неподвижным запаянным поршнем КСВ может достигать 500 и более. В регулируемых шлейфах с подвижными поршнями значения КСВ из-за дополнительных потерь в контактах оказываются ниже, однако, как правило, они превышают 100. Холостой ход в шлейфах, т.е. размыкание выхода, может быть реализован только в закрытых многопроводных линиях, когда устранено излучение. Возможные конструктивные решения подвижных короткозамыкающих поршней для прямоугольных волноводов показаны на рисунке для продольных сечений, параллельных узкой стенке волновода. В первой конструкции (а) разрезные пружинные контакты А вынесены от закорачивающей стенки В внутрь волновода на расстояние λ_в/4. Поэтому контакты оказываются в сечении волновода с нулевыми значениями продольного тока на стенках и неидеальность контактов не приводит к потерям мощности. Во второй конструкции поршня (рис. б) контакты А включены в волновод через два трансформирующих отрезка линии передачи с низкими нормированными волновыми сопротивлениями z _в1 и z _в2. Предполагая, что активное сопротивление контактов в точке А равно r_A и применяя дважды формулу пересчета сопротивления через четвертьволновый трансформатор, можно найти входное сопротивление в точках В: r_В = r_A (z _в1/ z _в2)2. При z _в1<< z _в2 удается существенно уменьшить эквивалентное сопротивление контакта r_В и увеличить КСВ поршня.

В третьей конструкции поршня (рис. в) точки контакта помещены в середину свернутого короткозамкнутого полуволнового отрезка линии передачи, состоящего из двух каскадно включенных четвертьволновых отрезков с волновыми сопротивлениями z _в1 и z _в2. К активному сопротивлению контакта r_A добавляется бесконечное реактивное сопротивление короткозамкнутого четвертьволнового шлейфа с волновым сопротивлением z _в2, и сумма сопротивлений контакта и шлейфа трансформируется четвертьволновым отрезком с волновым сопротивлением z _в1 в практически нулевое сопротивление в точке В (т.е. в точке В создается виртуальное короткое замыкание для токов СВЧ). Рассмотренные принципы выполнения волноводных поршней непосредственно применимы и для коаксиальных поршней в диапазоне сантиметровых волн.