Трансформатор волновых сопротивлений Советский патент 1984 года по МПК H01P5/02 

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим согласованное в заданной полосе частот соединение двух передающих линий с различными волновыми сопротивлениями. Известен ступенчатый трансформатор волновых сопротивлений, представляющий .собой каскадное соединение отрезков однородных передающих линий четвертьволновой длины, волновые сопротивления отрезков возрастают от меньшего значения к большему, их число определяется требуемой щириной рабочей полосы частот и заданной величиной коэффициента отражения 1. Недостатками такого трансформатора являются большие продольные размеры, сравнительно сложная технология изготовления и несовершенные амплитудно-частотные характеристики. Наиболее близким к предлагаемому является трансформатор волновых сопротивлений, содержащий две подводящие линии, имеющие различные волновые сопротивления, между которыми включена трансформирующая секция гребенчатого типа в виде двух отрезков линии- передачи, волновые сопротивления которых равны волновым сопротивлениям соответствующих подводящих линий 2. Длина отрезков линии передачи в этом устройстве меньше четверти длины волны, что уменьшает его продольный размер. Однако известный трансформатор характеризуется узкополосностью и недостаточным согласованием. Цель изобретения - расширение полосы рабочих частот и улучшение согласования. Поставленная цель достигается тем, что в трансформаторе волновых сопротивлений, содержащем две подводящие линии, имеющие различные волновые сопротивления, между которыми включена трансформирующая секция гребенчатого типа в виде двух отрезков линии передачи, волновые сопротивления которых -jjaBHbi волновым сопротивлениям соответствующих подводящих линий, в трансформирующую секцию гребенчатого типа дополнительно введены отрезки линии передачи с чередующимися волновыми сопротивлениями, равными волновым сопротивлениям подводящих линий, при этом электрические длины отрезков линии передачи, имеющих большее волновое сопротивление, выполнены уменьшающимися в направлении от подводящей линии, имеющей большее волновое сопротивление, к подводящей линии, имеющей меньшее волновое сопротивление, а электрические длины отрезков линии передачи, имеющие меньшее волновое сопротивление, выполнены увеличивающимися в том же направлении, причем электрические длины отрезков линии передачи, равноотстоящих от середины трансформирующей секции гребенчатого типа, равны между собой. На чертеже приведена конструкция трансформатора волновых сопротивлений. Трансформатор волновых сопротивлений выполнен на основе круглой коаксиальной линии и содержит подводящие линии 1 и 2, имеющие различные волновые сопротивления, между которыми включена трансформирующая секция, гребенчатого типа в виде отрезков линии передачи 3 и 4 с чередующимися волновыми сопротивлениями. Волновое сопротивление отрезков линии передачи 3 равно волновому сопротивлению подводящей линии 2, имеющей меньшее волновое сопротивление, а волновое сопротивление отрезков линии передачи 4 равно волновому сопротивлению подводящей линии 1, имеющей большее волновое сопротивление. При этом электрические длины (j и Ej) отрезков линии передачи 3 увеличиваются в направлении от подводящей линии i к подводящей линии 2, а электрические длины (Рг и Е) отрезков линии передачи 4 уменьщаются в том же направлении. При этом электрические длины отрезков линии передачи 3 и 4, равноотстоящие от середины трансформирующей гребенчатой секции, равны между собой. Электрические длины отрезков линии передачи 3 и 4 определяются либо путем экспериментального подбора, либо численным решением задачи оптимизации. Полученные длины отрезков линии передачи представлены в таблице. В таблице приняты следующие обозначения: R - перепад волновых сопротивлений согласуемых подводящих линий 1 и 2; Jfliax максимальный коэффициент отражения в рабочей полосе частот. По приведенным в таблице данным прослеживается общая, закономерность, заключающаяся в том, то электрические длины отрезков линий передачи 4 с большим значением волнового сопротивления должны быть выполнены последовательно уменьщающимися в направлении от подводящей линии 1 с больщим значением волнового сопротивления к подводящей линии 2 с меньшим значением волнового сопротивления , а длины электрических отрезков линии передачи 3 с меньшим значением волнового сопротивления выполнены последовательно уменьшающимися в том же направлении (Р РЭ), при этом электрические длины отрезков линии передачи 3 и 4 только равноотстоящие от-центра, равны между собой (i fi,

). .

Необходимо отметить, что не представляется возможным указать общий для всех вариантов согласуемых подводящих линий 1 и 2 закон увеличения и уменьшения длин соответствующих отрезков линии передачи 3 и 4. При различных значениях перепадов волновых сопротивлений сочленяемых подводящих линий 1 и 2 и при различных амплитудно-частотных характеристиках соотношения между оптимальными длинами будут различны. Прослеживаются лишь указанные выше закономерности, которые облегчают поиск оптимальных электрических длин отрезков линии передачи 3 и 4 секции гребенчатого типа.

Экспериментальные исследования показали, что увеличение числа п отрезков линии передачи 3 и 4 до четырех и подбор их электрических длин в данном устройстве позволяет существенно улучшить согласование (| 1 почти в 5 раз меньше irlmax прототипа) и расширить полосу пропускания почти в 2 раза.

ТРАНСФОРМАТОР ВОЛНОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ, содержащий две подводящие линии, имеющие различные волновые сопротивления, между которыми включена трансформирующая секция гребенчатого типа в виде двух отрезков линии передачи, волновые сопротивления которых равны волновым сопротивлениям соответствующих подводящих линий, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот и улучщения согласования, в трансформирующую секцию гребенчатого типа дополнительно введены отрезки линии передачи с чередующимися волновыми сопротивлениями, равными волновым сопротивлениям подводящих линий, при этом электрические дли«ы отрезков линии перед,ачи, имеющих большее волновое сопротивление, выполнены уменьшающимися в направлении от подводящей линии, имеющей большее волновое сопротивление, а электрические длины отрезков линии передачи, имеющие меньшее волновое сопротивление, выполнены увеличивающимися в том же направлении, причем электрические длины отрезков линии передачи, равноотстоящих от середины трансформирующей секции гребенчатого (О типа, равны между собой. СО ю О5 СО