Нужно передать мощность 75 кВт от генератора в печь. в волноводном тракте стоит КВП и дальше передаём мощность круглым волноводом. Диаметр круглого волновода 100 мм.
Сейчас имеем плохое согласование с нагрузкой. Отраженная мощность до 40 %.
Вопрос
1. Есть ли чертёж или возможность рассчитать хорошо согласованное КВП для такой мощности и без каких-либо диэлектрических центрующих вставок, так как предполагается высокая температура.
2. Для настройки тракта у нас есть трансформатор волновых сопротивлений- отрезок волновода с тремя винтам . Есть ли какие-нибудь правила или технология- последовательность настройки?

А что за частота?
Для 915MHz диаметр маловат будет?

Частота 915, а сколько не маловат? Это в принципе можно сказать почти коаксиал.

Так коаксиал или волновод?
Если не вкурсе то у волновода есть критическая частота, ниже которой болшое ослабление.

Я бы даже уточнил, не ослабление а отражение. Полное практически если длина хотя бы несколько длин волн.

а самая большая критическая длина волны для круглого волновода (Н11) 3,41а, где а- радиус волновода.
то есть для волновода 100 мм критическая длина волны 170,5 мм, т.е. частота 1760 МГц (округленно соответственно).
То есть почти в два раза выше рабочей.
удивительно, что отражается только 40 процентов.

естественно, поленился написать. Но я бы
в CST посчитал бы.

Да, такой КВП возможно рассчитать. Подойдут переходы крестовинного, пуговичного или соосного типов.
А если бы волноводный тракт был прямоугольного сечения он бы был гораздо проще в изготовлении.
Главное чтобы размеры волноводного тракта позволяли распространяться волне на указанной частоте, о чем написали выше.



Если у вас есть эталонный уже настроенный трансформатор, то можно сохранить результат измерения S11, затем перевести его во временную область. А далее настраивать во временной области. При этом первый винт будет отвечать за первый всплеск S11 во временной области, второй за второй и т. д. будет сразу понятно какой винт крутить.

это ужас какой-то.
прежде чем задавать вопросы, нормально опишите свою установку.
выход генератора - прямоугольный волновод? укажите сечение.
вход печи - коаксиал? укажите внутренний и внешний диаметры.
никак нельзя путать круглый волновод с коаксиалом.
почти коаксиал не бывает.
если вход печи - круглый волновод, то накой вам сдался КВП?
(КВП - это коаксиально-волноводный переход).
как можно путать такие вещи?! или у вас там праздничное состояние?
вы же с мощностью 75 кВт собираетесь работать, вас же поубивает там к черту!
входное сопротивление печи в холодном и в горячем состоянии какое?
согласовывать надо без "трансформатора на винтах", на винтах там пробой будет,
шандарахнет так, что мало не покажется.

Надо подумать!
Коаксиал пуговичного типа
Наружный диаметр 100 мм
Внутренний 40 мм
Переход с прямоугольного волновода стандартного сечения (232 мм на 110 мм)



Вы смогли бы рассчитать и, если можно, то более подробно о настройке.

А что за печь? Какой характер нагрузки на тракт? Оммическая, индуктивная, емкостная? Если это плазма, то как меняется характер нагрузки до и после зажигания разряда? Каков минимальный рабочий уровень мощности, при которой характер нагрузки соответствует рабочему режиму?
Потому что если плазма- то тут только автотюнер поможет. Т.е трансформатор полного сопротивления с автоматическим управлением регулирующими элементами по датчику КСВ.
При этом позиция тюнера при зажигании разряда и при последующей работе будут сильно отличатся.

Учитывая, что настроечный элемент это своего рода фильтр, то возможно попробовать применить методику настройки фильтров во временной области.


Для расчета перехода нужно, как написано выше, понять какую нагрузку из себя представляет печь, и как она меняется в процессе работы.

Учитывая достаточно небольшую мощность, печь является просто большой "микроволновкой"?

так что вы там поджариваете? субчик? Плазма, сушка дерева, зерна, кошек? или собак все же. Признавайтесь. о своих гастрономических предпочтениях.

Подаём в печь углеродосодержащие отходы различных промпроизводств. Вернее пока только готовимся. Процесс непрерывный, поэтому и характеристики нагрузки будут постоянно меняться.



Характер нагрузки смогу Вам сказать наверно только в понедельник . Я должен посоветоваться с Михал Иванычем.

Отходы там горят или сохнут? А то нагрузка очень разная получается в зависимости от процесса. Сушилка- активная нагрузка, плавно меняющаяся в процессе сушки и резко- при заполнении-опорожнении бункера, но это редко делается под ВЧ нагрузкой.
А вот если это горелка, да еще и с несамоподдерживающимся горением (низкокалорийное или влажное топливо типа мусоросжигалки).. Тут трансформатор полного сопротивления даже автоматизированный не поможет, надо искать циркулятор на полную мощность и к нему водяную нагрузку. Т.к КСВ будет скакать как бешеный и без циркулятора легко нарваться на пробой в волноводном тракте при ксв 3-5, а и такое бывает. А согласование с 40% отраженной энергии- это еще и по-божески в таком случае.

не совсем по божески.
отражение 40% мощности это
|S11|^2 = 0.4;
|S11| = 0.63
КСВН = (1 + |S11|)/(1 - |S11|) = 1.63/0.37 = 4.4
волна достаточно стоячая, но пробой более вероятен в коаксиале.

Это понятно, просто неизвестно, не хватило ли автору темы диапазона подстрокий тюнера, или КСВ "пляшет" при техпроцессе. График КСВ от времени очень бы помог с советами.
На фото вижу направленный ответвитель около генератора, тюнер 3-х плунжерный и непонятную фрезерованную алюминиевую коробку около печки. На циркулятор непохожа- нет магнитной системы, а вот на камеру для КЗ поршня- вполне, только невидно привода самого поршня. Ну еще на форму стержня связи КВП хотелось бы глянуть- при таких можностях это должны быть плавная грушеобразная конструкция, а то на ступенчатых переходах легко поймать разряд на острой грани.
Если печка- сушилка, то ее можно набить эталонными влажными опилками и настраивать волноводный тракт на малой мощности, можно даже внешним генератором или антенным анализатором. А вот если это горелка или плазма....

честно говоря, хотелось бы больше информации не только о входном сопротивлении печи в разных режимах, но и об элементах тракта.
вот вы видите направленный ответвитель, а я его не вижу.
зато вижу две волноводные секции, сечение которых (по крайней мере высота) уменьшается в сторону генератора.
стоящая после них секция полного сечения имеет элемент настройки, видимо для компенсации влияния ступенчатого изменения сечения волновода.
в последней секции тракта (КВП) отрезок с КЗ кажется слишком длинным, возможно там не видим механизм перемещения поршня...
вообще конструкция этой секции непонятна - зачем там съемная стенка? что там внутри?

Направленник очень похож на такой http://russian.alibaba.com/product-gs/915m...-200197757.html
Крутишь его центральную часть и регулируется связь.
А тюнер неплохо такой заиметь http://ggeco.en.alibaba.com/product/212312...Stub_Tuner.html - там на двух поршнях моторчики.
Циркулятор такого типа http://ggeco.en.alibaba.com/product/200194...CIRCULATOR.html но надо смотреть допустимую мощность.

честно говоря, я таких раньше не видел, принял за настроечную секцию.
спасибо за информацию.
тюнер тоже очень интересный, интересно, хватит ли его скорости перестройки.
а вот циркулятор, тот, что вы указали, хорош, но слабоват, всего 5кВт, надо поискать мощнее.

Судя по картинке, идет волноводный тракт, от какого-то источника (не виден). Но ввод в камеру зачем-то сделан коаксиальным.
Для этого, судя по всему, и стоит КВП.
чего я не понимаю: зачем ввод коаксиальный.
Чего с коаксиалом происходит в камере - чем он кончается? Там должен быть какой-то излучатель.
Надо разделять задачи и понять: какой КСВн у волноводного тракта, какой КСВн у КВП, и какой КСВн у той штуки, которая внутри (антенна, петля связи или что там есть).
Может дело не в КВП.

Но что, повторюсь, непонятно, зачем вход сделан коаксиальным. Волноводом зайти по-моему проще, и согласовывать волновод проще, и проходящую мощность волновод должен держать с большим запасом. Или тут какое-то ноу-хау? Спаршиваю серьезно, так как с сушилками дела не имел.

Товарищи, можно отвлеченный общий вопрос. Накой черт в печах вообще используют круглые волноводы? (не первый раз я наблюдаю это на отводе от генератора) Это же проблемы с согласованием, произвольным возбуждением высших мод и вращением поляризации... и если запитывать круговой поляризацией то какая должна быть камера печи. Или речь идет о разогреве бегущей волной уходящей в какую-то нагрузку, типа проточной водяной системы?

Круглые волноводы проще в изготовлении, можно использовать любую подходящую трубу (огромный выбор), а не выпускаемую специализированным производством. Сохранение плоскости поляризации важно только в информационных каналах (связь, радиолокация), для нагрева это не имеет решительного значения. Из круглого легко сделать элипсный волновод с сохранением поляризации.
Высшие моды при нагреве только приветсвуются - равномернее нагрев, а в тракте легко отсекаются выбором размера волновода, так же как и в прямоугольных волноводах.



Рекомендую ознакомиться с двумя книгами:
Диденко А.Н. СВЧ - энергетика. Теория и практика.- М. Наука, 2003.
Окресс Э. (ред.) СВЧ-Энергетика. т.2. - М. Мир, 1971.
В Окрессе есть картинка похожа на Ваш случай - печь непрерывной обработки. Но ввод в ней стандартный для таких печей - волновод с излучающими щелями по длине всей печи. В представленной на Вашей фотографии печи возможно используется ввод энергии коаксиальной петлей или зондом. Согласование в этом случае достигается поворотом петли или глубиной зонда. Выложите фото места ввода из нутри камеры.
Для правильной работы СВЧ системы следует проверить ее параметры: выходную мощность и отраженную при работе на на согласованную нагрузку. Возможно все Ваши переживания из-за неправильных измерений?


Картинка с первого раза не загрузилась

"Высшие моды при нагреве только приветсвуются - равномернее нагрев"
разрешите не согласиться. печки настраивают на определенную высшую моду. А при следующем пуске после переходного процесса устанавливается другая мода подскакивает КСВ, стоячая волна локализуется в дургих точках, происходит непрогрев. Разные высшие моды приветствуются когда они жестко заданы в двухвводных печках с прямоугольными волноводами. А вот насчет эллиптического, это мысль. Но работать бует только на TE/TM 11 модах, наверное...

на картинке печь бгущей волны. они конечно дают однородный прогрев по определению, но требуют соблюдения технологии заполениня нагрузкой

Ещё вопрос- хотим сейчас изготовить датчик для измерения отраженной мощности. Планируем ставить его в плечо циркулятора или в водяную нагрузку.
Подскажите пожалуйста что нам надо учесть или не забыть при изготовлении и монтаже.

Низкий уровень КСВн таким способом измерять не получится. Вернее, измерять будете, но это будут цены на дрова.
При уровне изоляции 20 дБ КСВн на уровне 1,2 и ниже - цены на дрова, 1,5 и выше - близко к теме, если при большой мощности не уходят параметры. Плюс погрешность измерения падающей и отраженной мощности.
Если измерять просто мощность, то опять же на уровне 1% и меньше от падающей - цены на дрова, на уровне выше 5% - погрешность небольшая. Но у нагрузки в боковом канале, где Вы планируете поставить датчик, должен быть опять же хороший КСВн.

Если нужны точные измерения, лучше взять второй ответвитель и поставить в обратную сторону. Но изоляция нужна намного лучше 20 дБ.

К сожалению автор топика обрисовал стоящие перед ним задачи в общем виде и даже это пришлось вытаскивать "клещами". Если посмотеть, из сравнительных размеров камеры и волновода, то камера однозначно позволяет существовать в ней резонансов нескольких мод. Камера заполнена некоторым поглотителем параметры которого в процессе меняются, по этому появляющиеся неоднородности все время будут возбуждать резонансы высших мод которые будут болтатся внутри рабочего обьема. Какие -то изменения в КСВ подводящего тракта будут, только в том случае, если устойство связи позволит им трансформироваться в основной тип с хорошим КПД. В общем все уйдет на внутренний нагрев.


В качестве измерителя отраженной мощности проще всего вставить в боковую стенку волновода разъем типа N или SMA с петлей. Выбором диаметра отверстия в волноводе получите основное ослабление, а поворотом петли точное значение. Можно выполнить устойство в виде тонкого фланца вставленного между циркулятором и нагрузкой. А можно сразу договориться с изготовителями циркулятора. В качестве непосредственного измерителя можно использовать детектор. Точность для Ваших целей будет достаточная. Обычно циркуляторы дают развязку не менее 20 дБ, а в реальности больше 30, особенно в частотной точке. Стремится к точностям лабораторных измерений не стоит. Хотя на одной частоте обычно используют однодырочные ответвители Бете имеющие развязку, настаиваемую поворотом вторичной линии до 30 дБ, но это не оправданые в данном случае сложности.