Патент на изобретение №2313867

(54) МАЛОГАБАРИТНЫЙ СТУПЕНЧАТЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ВОЛНОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам согласования линий передачи (ЛП) с различными волновыми сопротивлениями. Техническим результатом является увеличение рабочей полосы частот и уменьшение длины трансформатора волновых сопротивлений (ТВС). Малогабаритный ТВС содержит каскадное включение четного числа отрезков линий передачи с двумя чередующимися значениями волновых сопротивлений ₀ и ₀R, равных волновым сопротивлениям согласуемых ЛП. Длина первого отрезка ЛП равна длине последнего отрезка ЛП, длина второго равна длине предпоследнего и т.д. На входе и выходе ТВС включены шлейфы. На входе – параллельно включен короткозамкнутый шлейф с волновым сопротивлением _кз. На выходе – последовательно включен разомкнутый шлейф с волновым сопротивлением _хх. Длины шлейфов выполнены равными друг другу, при этом волновые сопротивления шлейфов связаны с волновыми сопротивлениями согласуемых линий передачи соотношением _кзхх=² ₀R. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам согласования линий передачи (ЛП) с различными волновыми сопротивлениями. Изобретение может быть использовано в СВЧ-аппаратуре.

Среди трансформаторов волновых сопротивлений (ТВС) на основе одиночных ЛП с Т-волнами простейшим является одноступенчатый ТВС. Он образован из одного отрезка однородной ЛП длиной l=_cp/4, где _ср

Достоинством одноступенчатого ТВС является простота конструкции, недостатком – узкая полоса рабочих частот.

Длина таких ТВС при _cp>50 см может достигать слишком больших значений, это является их недостатком.

Трансформатор волновых сопротивлений на основе

Наиболее близким к предлагаемому является малогабаритный ТВС, выполненный на основе каскадного включения четного числа отрезков линий передачи с двумя чередующимися значениями волновых сопротивлений, равными значениям волновых сопротивлений ₀ и ₀

Достоинством этого ТВС является то, что при его изготовлении надо реализовать только два значения волновых сопротивлений, равных волновым сопротивлениям согласуемых ЛП. Однако для расширения рабочей полосы частот необходимо увеличивать количество ступеней, что приводит к увеличению длины ТВС.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение рабочей полосы частот при уменьшение длины трансформатора волновых.

Поставленная задача решается тем, что в малогабаритном ТВС на основе каскадного включения четного числа отрезков линий передачи, связанных условием антиметрии: с двумя чередующимися значениями волновых сопротивлений, равными значениям волновых сопротивлений ₀ и ₀R согласуемых линий передачи, при этом длина первого отрезка равна длине последнего, длина второго равна длине предпоследнего и т.д, согласно решению на его входе и выходе включены шлейфы, на входе параллельно включен короткозамкнутый шлейф с волновым сопротивлением _кз, на выходе последовательно включен разомкнутый шлейф с волновым сопротивлением _хх, длины шлейфов выполнены равными друг другу, при этом волновые сопротивления шлейфов связаны с волновыми сопротивлениями согласуемых линий передачи соотношением _кзхх=² ₀R.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведено схематическое изображение предлагаемого ТВС, содержащего каскадное включение четырех отрезков линий передачи (m=4), где

1 – вход ТВС; 2 – выход ТВС; 3 – первый отрезок однородной одиночной ЛП;

4 – второй отрезок однородной одиночной ЛП; 5 – третий отрезок однородной одиночной ЛП; 6 – четвертый отрезок однородной одиночной ЛП;

7 – параллельно включенный короткозамкнутый шлейф;

8 – последовательно включенный разомкнутый шлейф.

Трансформатор волновых сопротивлений состоит из двух отрезков однородных одиночных линий передачи 3 и 6, имеющих одинаковые длины l₁ и волновые сопротивления ₀R и ₀, двух отрезков однородных одиночных линий передачи 4 и 5, имеющих одинаковые длины l₂ и волновые сопротивления ₀ и ₀R, и шлейфов 7 и 8. Вход 1 имеет волновое сопротивление ₀. Выход 2 имеет волновое сопротивление ₀R.

Предлагаемый ТВС работает следующим образом: высокочастотная мощность поступает на вход 1, распространяется по отрезкам 3-8. Большая часть мощности поступает на выход 2. Меньшая часть мощности из-за неидеального согласования отражается на входе 1.

В таблицах 1, 2 для предлагаемого четырехступенчатого ТВС и восьмиступенчатого прототипа, имеющих в рабочей полосе частот максимальное значение модуля коэффициента отражения, равное 0.03, для трех значений перепадов согласуемых волновых сопротивлений приведены: отношение граничных частот рабочего диапазона ₂/₁, длины отрезков однородных одиночных ЛП и общая длина L/_ср.

Таблица 1.
Предлагаемый ТВС
R	1.5	3	10
2/1	5.3940	2.6682	2.1385
|Г|макс	0.03	0.03	0.03
l1/cp	0.0439	0.0372	0.0226
l2/cp	0.1130	0.1085	0.0978
L/cp	0.3138	0.2914	0.2408

Таблица 2.
Прототип
R	1.5	3	10
2/1	3.767	2.6169	2.0572
|Г|макс	0.03	0.03	0.03
l1/ср	0.0284	0.0175	0.0085
l2/cp	0.1685	0.1694	0.1490
l3/cp	0.0715	0.0557	0.0316
l4/cp	0.1228	0.1106	0.0783
L/cp	0.7824	0.7064	0.5348

Из табл.1, 2 видно, что предлагаемый ТВС широкополоснее и имеет меньшую длину по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Трансформатор волновых сопротивлений на основе каскадного включения четного числа отрезков линий передачи с двумя чередующимися значениями волновых сопротивлений, равными значениям волновых сопротивлений ₀ и ₀R согласуемых линий передачи, при этом длина первого отрезка равна длине последнего, длина второго равна длине предпоследнего и т.д., отличающийся тем, что на его входе и выходе включены шлейфы, на входе параллельно включен короткозамкнутый шлейф с волновым сопротивлением _кз, на выходе последовательно включен разомкнутый шлейф с волновым сопротивлением _хх, длины шлейфов выполнены равными друг другу, при этом волновые сопротивления шлейфов связаны с волновыми сопротивлениями согласуемых линий передачи соотношением _кзхх=² ₀R.

РИСУНКИ