фильтра, т. е. затухание этого фильтра в полосе задерживания.

В современной технике применяются различные типы волноводных фильтров. Однако в технике электромагнитного экранирования применение находят в основном простейшие: предельные волноводы, ослабляющие колебания с длиной волны, превышающей критические значения ЯЯкр, т. е. фильтры верхних частот. Такие волноводы не усложняют конструкции экранов и согласуемых с ними элементов РЭА.

Волноводный фильтр верхних частот обеспечивает затухание в полосе задерживания, так как на частотах ниже критической фронт волны, распространяющейся в волноводе, имеет постоянную фазу, а амплитуда напряженности поля убывает по экспоненциальному закону по мере удаления от источника возбуждения. Затухание, вносимое волноводом с воздушным заполнением на единицу длины (погонное затухание), равно [26]

54,6

/1 - (). (2-8)

где Я>!Якр и Якр выражается в метрах. Формула (2.8) справедлива для всех типов волн и разных форм волноводов. Затухание волны в волноводе зависит от отношения ЯкрД. Предельная волна с длиной больше критической в волноводе распространяется с затуханием, так как фронт плоской волны при ЯЯкр становится под углом к оси волновода, а при очень большой длине волны - практически параллельно ей. Плоская волна при этом совершает колебания между боковыми стенками волновода и вдоль оси волновода, а энергия волны распространяется вдоль волновода, уменьшаясь тем сильнее, чем более параллелен фронт волны его оси. Поскольку длительность распространения волн в волноводе всегда больше, чем в открытом пространстве, путь, который совершает волна внутри волновода, больше его длины. Следовательно, остается предполагать, что волна внутри волновода распространяется, многократно Отражаясь от его стенок, а длина ее пути поэтому зависит от расстояния между ними, т. е. от размеров волновода. Очевидно, что если на некоторой частоте волна будет практически только отражаться от стенок волновода, не перемещаясь вдоль него, то эта частота выражает нижний предел частот колебаний, которые не рас-

пространяются по данному волноводу. Последнее означает, что часть электромагнитной энергии, прошедшей на выход волновода, не будет превышать допустимых значений.

Таким образом, волновод может работать в качестве фильтра, который эффективно ослабляет колебания на частотах, лежащих ниже известного предела, и в значительно меньшей степени ослабляет колебания на частотах, лежащих выше данного предела. Поэтому минимальное затухание, вносимое волноводом как фильтром, должно рассчитываться по формуле

(2.9)

Значит, в задачу конструирования волноводного фильтра входит определение оптимальных его размеров исходя из заданного Xmir. для обеспечения требуемого затухания на единицу длины волновода. Задаваясь некоторым значением Якр/Атш. связывают размеры волновода, определяющие Якр, с верхней границей диапазона рабочих частот экрана, т. е. с Kmtn- Тогда в этом диапазоне гарантируется затухание не менее Bmm, поскольку выбор определенного Якр/Я,т1п<1 обеспечивает сдвиг полосы задерживания, характеризующей волновод как фильтр в пределах спектра его входных колебаний.

Таблица 2.G Типы волн и затухание их в различных волноводах

в табл. 2.5 приведены формулы для определений затухания на единицу длины для различных типов волн и

"волноводов при ИЛИ Я„р/Ят1п<1-

Как известно, в волноводе круглого сечения наименьшее затухание имеют иолны типа Нц, а в волноводе прямоугольного сечения-типа Ню. Поэтому расчет волноводных фильтров для экранов ведется исходя нз условия обеспечения требуемого затухания именно для этих типов волн. Тогда для других типов воли, которые могут возбуждаться в волноводе, затухание будет заведомо выше минимально допустимого значения.

В технике экранирования более широкое применение находят полноводные фильтры с прямоугольным сечением как более технологичные в производстве и монтаже. В таких волноводах для волны Ню при Кщ,=2а имеем

54.6 м J 2а

В формуле (2.10) в качестве единицы длины удобно ззять больший размер а, м, поперечного сечения. Тогда можно записать

а, м

Это будет затухание волновода на длину, равную его большему размеру поперечного сечения.

График функций B=B{2alKmin) имеет четыре характерных интервала. В интервале 0<2fl:/Vm0,l затухание сохраняется практически на уровне максимально возможного, при этом a0,05min- В интервале 0,1 <; <2fl:/Xmin0,4 затухание уменьшается по сравнению с максимальной величиной примерно на 1 дБ и при этом 0.05X,mm<a<0,2Vin. При 0,4<2fl;/Amin<0,9 затухание уменьшается примерно на 15 дБ и 0,2X,min<fl:0,45Vm. И, наконец, в интервале 0,9<2a/A,mm0,999 происходит резкое уменьшение затухания, волновод обеспечивает распространение волны практически без потерь и при этом 0,45Xmin<fl:<0,499Xmin. Следовательно, если исходить из того, что волновод должен обеспечить высокое затухание при сравнительно большом поперечном сечении, то оптимальными можно считать указанные соотношения для границ второго и третьего интервалов. Поэтому принимают, что максимальная величина большего