Грешнов А.Ю.
Национальный университет кораблестроения им. адм.
Макарова, Украина
Анализ диэлектрических шайб для
чувствительного элемента полиметрической информационно – измерительной системы
Основное назначение
диэлектрических шайб – крепление внутреннего проводника в центре коаксиального
чувствительного элемента (ЧЭ) [1]. Шайбы вызывают изменения волнового
сопротивления и постоянной распространения. Отражения от шайб уменьшаются при
применении более тонких шайб. Для таких шайб коэффициент бегущей волны (КБВ) [2]:
где 
– толщина шайбы; 
– средняя длина волны
в рабочем диапазоне частот; 
– диэлектрическая
проницаемость шайбы.
|
|
|
|
|
|
|
а) |
б) |
в) |
г) |
д) |
|
|
|
|
|
|
|
е) |
ж) |
з) |
и) |
к) |
|
Рисунок 1
– Некоторые формы диэлектрических шайб в коаксиальном ЧЭ |
||||
Форма диэлектрических
шайб (рис. 1) выбирается такой, чтобы была достигнута необходимая центровка
внутреннего проводника ЧЭ.
Шайба на рис.2 вызывает
изменение волнового сопротивления и нарушает однородность ЧЭ. Шайбу можно
представить в виде участка линии длиной 
c волновым
сопротивлением 
, в середине которого включена емкость (рис. 3).
|
|
Рисунок 2 – Опорная шайба в коаксиальном ЧЭ |
|
|
Рисунок 3 – Схема замещения шайбы отрезком линии и емкостью |
Для компенсации
параллельной емкости 
(для согласования
волнового сопротивления шайбы с волновым сопротивлением линии) на участке
линии, занимаемом шайбой, изменяют диаметры проводников линии, как показано на
рис. 4. Степень компенсации параллельной емкости слабо зависит от частоты до тех
пор, пока средняя длина волны рабочего диапазона 
достаточно сильно
отличается от величины 
, т.е. 
, где 
– действующая длина
шайбы. При 
можно считать, что 
(рис. 2), а в
остальных случаях 
.
|
|
|
Рисунок 4 – Форма шайбы ЧЭ для компенсации изменения волнового
сопротивления на участке шайбы |
Размеры утопленных шайб выбираются так, чтобы
волновое сопротивление на участке шайбы было равно волновому сопротивлению
линии. Например, для шайбы на рис. 4:
.
Для уменьшения
отражений от шайбы уменьшают действующее значение диэлектрической проницаемости
шайбы путем удаления части диэлектрика (выточки на шайбе), как показано на рис.
5.
|
|
|
Рисунок 5 – Форма шайбы с
выточкой. |
Литература:
1.Датчики: Справочное
пособие / [Гордеев Б.Н., Жуков Ю.Д., Шарапов В.М., Полищук Е.С, Ишанин Г.Г.,
Гуржий А.Н., Викулин, И.М., Кошевой Н.Д., Курмашев Ш.Д., Куценко А.Н., Марченко
С.В., Минаев И.Г., Совлуков А.С.] –
Черкассы: Брама-Украина, 2008. – 1072 с.
2.
Гордєєв Б.М. Конструктивні особливості чутливих елементів коаксиального типу
поліметричних систем / Б.М. Гордєєв, А.Ю. Грешнов // Науково-методичний журнал
чорноморського Державного університету iм. Петра Могили. – 2011. – Т. 163. Вип. 151 – С.44 – 49.