Двухшлейфный трансформатор
Полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для использования в антенно-фидерных трактах различного назначения.
Двухшлейфный трансформатор, состоящий из трех частей - отрезка линии передачи и двух перпендикулярных к нему шлейфов на его входе и выходе, при этом отрезок линии передачи включен между высокочастотными линиями с разными волновыми сопротивлениями и имеет волновое сопротивление равное волновому сопротивлению линии с меньшим волновым сопротивлением, и длиной равной четверти рабочей длины волны, при этом шлейфы изготовлены с тем же волновым сопротивлением, что и отрезок линии передачи, а длина шлейфов определяется из соотношений:
для разомкнутых шлейфов -
L1XX=/2atan(B1ZT); L2XX=/2atan(B2ZT);
для короткозамкнутых шлейфов -
L1КЗ=/2acotan(B1ZT); L2КЗ=/2acotan(B2ZT), где
; ; Z2
Z1 и Z2 волновые сопротивления соответственно входной и выходной линий; ZT - волновое сопротивление линий трансформатора и шлейфов; B1, B2 - входные проводимости входного и выходного шлейфов; - рабочая длина волны.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является то, что она позволяет реализовать простой по конструкции коаксиальный двухшлейфный трансформатор для согласования двух линий с разными волновыми сопротивлениями Z1 и Z2., при этом не требуются ни короткозамыкающие мостики, ни поршни. 1 пф; 1 илл.
Полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для использования в антенно-фидерных трактах различного назначения.
Из описания полезной модели к патенту RU 89768 U1 с приоритетом от 29.07.2009 известен датчик модуля коэффициента отражения, в котором используется трансформатор в виде длинной линии, которая оптимизирована по волновому сопротивлению и длине основной линии связи и сопротивлению нагрузки детекторной секции.
Недостатком этого трансформатора является то, что он имеет большую длину, увеличивающую габариты устройства.
Известен четвертьволновый трансформатор, используемый для согласования двух линий с разными волновыми сопротивлениями Z1 и Z2 (см. книгу, И.В.Лебедев, Техника и приборы СВЧ, М., «Высшая школам, 1970 г., с.218). Трансформатор представляет собой четвертьволновый отрезок линии с волновым сопротивлением ZT равным .
Недостатком данного трансформатора является то, что для его изготовления требуется специальная третья линия с волновым сопротивлением ZT отличным от двух стандартных сопротивлений согласуемых линий Z1 и Z2 .
Известен также двухшлейфный трансформатор полных сопротивлений (см.1., С.224, рис.7.30, а) для согласования комплексной нагрузки с линией, имеющей волновое сопротивление Z. Трансформатор представляет собой отрезок линии с таким же волновым сопротивлением Z и длиной L, на концах которой включены параллельные короткозамкнутые шлейфы. Реактивная проводимость шлейфа изменяется путем перемещения короткозамыкающих мостиков вдоль шлейфов.
Данный трансформатор выбран в качестве прототипа.
Однако данный трансформатор имеет сложную конструкцию из-за использования подвижных короткозамыкающих мостиков.
Задачей полезной модели является создание простого по конструкции двухшлейфного трансформатора для согласования двух линий с разными волновыми сопротивлениями Z1 и Z2.
Поставленная задача решается тем, что предложен двухшлейфный трансформатор, состоящий из трех частей - отрезка линии передачи и двух перпендикулярных к нему шлейфов на его входе и выходе, при этом отрезок линии передачи включен между высокочастотными линиями с разными волновыми сопротивлениями и имеет волновое сопротивление равное волновому сопротивлению линии с меньшим волновым сопротивлением, и длиной равной четверти рабочей длины волны, причем шлейфы изготовлены с тем же волновым сопротивлением, что и отрезок линии передачи, а длина шлейфов определяется из соотношений:
для разомкнутых шлейфов:
L1XX=/2atan(B1ZT); L2XX=/2atan(B2ZT);
для короткозамкнутых шлейфов:
L1КЗ=/2acotan(B1ZT); L2КЗ=/2acotan(B2ZT), где
; ;
Z2>Z1; Z T=Z2;
Z1 и Z2 волновые сопротивления соответственно входной и выходной линий;
ZT - волновое сопротивление линий трансформатора и шлейфов;
B1, B2 - входные проводимости входного и выходного шлейфов;
- рабочая длина волны.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где приведена электрическая схема трансформатора, выполненная на коаксиальной линии с обозначением волновых сопротивлений и длин линий, трансформатора и шлейфов.
На чертеже показаны: 1 - входная линия передачи с волновым сопротивлением Z1, 2 - выходная линия с волновым сопротивлением Z2, 3 - трансформатор с волновым сопротивлением ZT, 4 - шлейф с длиной L1, 5 - шлейф с длиной L2.
Пример. Рассмотрим согласование двух стандартных линий с волновыми сопротивлениями Z1 =75 Ом и Z2=50 Ом. Выбираем волновое сопротивление трансформатора равным меньшему из сопротивлений линий Z1 =Z2=50 Ом, а длину L равную четверти длины волны L=0,25. Определяем по вышеприведенным соотношениям длины разомкнутых шлейфов на входе и выходе трансформатора L1XX=0,07; L2XX=0,098. В результате получаем двухшлейфный трансформатор, в котором линия трансформатора и оба шлейфа изготовлены из коаксиального кабеля со стандартным волновым сопротивлением ZT=Z 2=50 Ом с расчетными длинами L=0,25, L1XX=0,07, L2XX=0,098, полученными по вышеприведенным соотношениям. Здесь обеспечивается согласование входной линии Z1 с КСВН менее 1,1 в полосе частот 10%.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является то, что она позволяет реализовать простой по конструкции коаксиальный двухшлейфный трансформатор для согласования двух линий с разными волновыми сопротивлениями Z1 и Z2., при этом не требуются ни короткозамыкающие мостики, ни поршни.
Двухшлейфный трансформатор, состоящий из трех частей - отрезка линии передачи и двух перпендикулярных к нему шлейфов на его входе и выходе, отличающийся тем, что отрезок линии передачи включен между высокочастотными линиями с разными волновыми сопротивлениями, имеет волновое сопротивление, равное волновому сопротивлению линии с меньшим волновым сопротивлением, и длину, равную четверти рабочей длины волны, при этом шлейфы изготовлены с тем же волновым сопротивлением, что и отрезок линии передачи, а длина шлейфов определяется из соотношений:
для разомкнутых шлейфов -
L1XX=/2atan(B1ZT); L2XX=/2atan(B2ZT);
для короткозамкнутых шлейфов -
L1КЗ=/2acotan(B1ZT); L2КЗ=/2acotan(B2ZT), где
; ,
Z2
Z1 и Z2 - волновые сопротивления соответственно входной и выходной линий;
ZT - волновое сопротивление линий трансформатора и шлейфов;
B1, В2 - входные проводимости входного и выходного шлейфов;
- рабочая длина волны.