Патент на изобретение №2334313

(54) ТРАНСФОРМАТОР ВОЛНОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ СО ШЛЕЙФАМИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам согласования линий передачи (ЛП) с различными волновыми сопротивлениями. Технический результат заключается в уменьшении числа неоднородностей в структуре трансформатора волновых сопротивлений (ТВС) при сохранении широкополосности. В трансформаторе волновых сопротивлений, содержащем каскадное включение двух отрезков линий передачи с параллельно включенными на их правых концах разомкнутыми шлейфами, отрезки линий передачи имеют разные длины l₁, l₂ и одинаковые волновые сопротивления Z₁, шлейфы имеют разные длины l₃, l₄ и одинаковые волновые сопротивления Z₂, при этом l₁2, l₃=l₂/2, l₄=l₁/2, , где R>1 – перепад согласуемых волновых сопротивлений. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам согласования линий передачи (ЛП) с активными волновыми сопротивлениями Z₀ и Z₀R для R>1. 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=_ср/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.

Достоинством этого ТВС является то, что уменьшить перепад волновых сопротивлений при его изготовлении можно за счет замены шлейфа с меньшим значением волнового сопротивления двумя одинаковыми шлейфами с вдвое большим значением волнового сопротивления. Недостатком этого трансформатора является большое число неоднородностей, возникающих при включении отрезков линий передачи и шлейфов с разными значениями волновых сопротивлений. В двухступенчатом трансформаторе число таких неоднородностей равно 4. Учет их приводит к удорожанию изготовления ТВС.

Задачей предлагаемого решения является уменьшение числа неоднородностей в структуре трансформатора при сохранении его широкополосности и без увеличения длины.

Поставленная задача решается тем, что в трансформаторе волновых сопротивлений, содержащем каскадное включение двух отрезков линий передачи с параллельно включенными на их правых концах разомкнутыми шлейфами, согласно предлагаемому решению отрезки линий передачи имеют разные длины l₁, l₂ и одинаковые волновые сопротивления Z₁, шлейфы имеют разные длины l₃, l₄ и одинаковые волновые сопротивления Z₂, при этом l₁2, l₃=l₂/2, l₄=l₁/2, , где R>1 – перепад согласуемых волновых сопротивлений.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведено схематическое изображение предлагаемого ТВС, где

1 – вход ТВС;

2 – выход ТВС;

3 – первый отрезок однородной одиночной ЛП;

4 – второй отрезок однородной одиночной ЛП;

5 – первый параллельно включенный разомкнутый шлейф;

6 – второй параллельно включенный разомкнутый шлейф.

Трансформатор волновых сопротивлений состоит из двух отрезков однородных одиночных линий передачи 3 и 4, имеющих разные длины l₁, l₂ и волновое сопротивление Z₁, и шлейфов 5 и 6. Вход 1 нагружен на активное сопротивление Z₀. Выход 2 нагружен на активное сопротивление Z₀R, где R – перепад согласуемых волновых сопротивлений.

Предлагаемый ТВС работает следующим образом. Высокочастотная мощность поступает на вход 1, распространяется по отрезкам 3-6. Большая часть мощности поступает на выход 2. Меньшая часть мощности из-за неидеального согласования отражается на входе 1.

В таблицах 1, 2 для предлагаемого ТВС и прототипа, которые имеют одинаковую длину 0,125_ср, где _ср – средняя длина волны рабочего диапазона частот, и в 4 раза короче двухступенчатого четвертьволнового трансформатора, для октавной полосы частот и трех значений перепадов согласуемых волновых сопротивлений приведены: максимальное значение коэффициента стоячей волны напряжения (КСВН, макс), волновые сопротивления отрезков и шлейфов.

В таблице 2 использованы следующие обозначения: Z_отр1 – волновое сопротивление первого отрезка линии прототипа, Z_отр1 – волновое сопротивление второго отрезка линии прототипа, Z_ш1 – волновое сопротивление первого шлейфа прототипа, Z_ш2 – волновое сопротивление второго шлейфа прототипа.

Таким образом, предлагаемый трансформатор имеет только два типа неоднородностей, но при этом при одинаковой длине с прототипом имеет в одной и той же полосе частот несколько меньшие значения КСВН, макс. как видно из табл.1, 2.

Формула изобретения

Трансформатор волновых сопротивлений на основе каскадного включения двух отрезков линий передачи с параллельно включенными на их правых концах разомкнутыми шлейфами, отличающийся тем, что отрезки линий передачи имеют разные длины l₁, l₂ и одинаковые волновые сопротивления Z₁, шлейфы имеют разные длины l₃, l₄ и одинаковые волновые сопротивления Z₂, при этом l₁2, l₃=l₂/2, l₄=l₁/2, ,

где R>1 – перепад согласуемых волновых сопротивлений.

РИСУНКИ