Катушка индуктивности Советский патент 1985 года по МПК H01F27/28 H01F17/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в антенных контурах радиопередатчиков, в фильтрах нижних и верхних частот.

Целью изобретения является расширение рабочей полосы частот при простой конструкции.

На фиг. 1 представлена предлагаемая катушка индуктивности; на фиг. 2 и 3 - схема замещения, поясняющая принцип действия; на фиг. 4 - зависимость шунтирующего катушку индуктивности емкостного сопротивления от электрической длины витков.

Катушка индуктивности содержит однослойную намотку из витков 1.1 -1.6 (взят частный случай шести витков) с одинаковым межвитковым расстоянием. Половины первого 3 и последнего 4 витков имеют меньшее расстояние 5 до ближайших витков, чем расстояние между остальными витками.

Катушка индуктивности (фиг. 2) содержит два витка 1.1 и 1.2 и две половины витков 3 и 4, представленных в виде параллельно расположенных проводников, что имеет место для большей части длины витков. Чтобы выявить основные закономерности, представим эту катушку индуктивности в симметричном виде (фиг. 3) относительно двух ее зажимов, поскольку условия на этих зажимах идентичны. Каждый виток 1.1 и 1.2 представлен из двух половинок: соответственно 1.1.1 и 1.1.2, 1.2.1 и 1.2.2. Каждую волоину схемы (фиг. 3) можно рассматривать как состоящую из двух двухпроводных линий. В первой половине первая двухпроводная линия - проводники 3 и 1.1.2, а вторая двухпроводная линия - проводники 1.1.2 и 1.2.2. Во второй половине первая двухпроводная линия - проводники 4 и 1.2.1, вторая двухпроводная линия - проводники 1.2.1 и 1.1.1. Если проводники 3 и 4 (с обоих концов) связаны только с одним проводником (соответствующей половиной первого 1.1.2 и второго 1.2.1 витков), то эти полувитки целесообразно приблизить к указанным проводникам. Волновое сопротивление первых двухпроводных линий в каждой половине схемы вдвое больше, чем волновое сопротивление двух других линий.

Необходимо минимизировать емкостную составляющую, которая шунтирует катушку индуктивности, приводит к параллельному резонансу, а далее переводит индуктивный

характер всего сопротивления в емкостной. Это соответствует общей закономерности поведения функции сопротивления реактивного двухполюсника. Исключим из рассмотрения чистую индуктивность и рассмотрим только емкостную составляющую, которая шунтирует эту индуктивность. Предложим, что отношение волнового сопротивления нижней двухпроводной линии в каждой половине к волновому сопротивлению верхней двухпроводной линии равно К (фиг. 3). В

этом случае при использовании уравнений длинной линии и законов Кирхгофа емкостная составляющая, шунтирующая индуктивность, выражается функцией сопротивления

2 X (К-2) 7- Jjitil yi±4)

Z. - -J W ,,,

- (з-|- sjn

гдeW - волновое сопротивление первых двухпроводных линий в половинах схемы;

К

- электрическая длина двухпроводных линий, образованных половинами витков.

Из этой формулы видно, что при к 2 исчезает нуль функции сопротивления в числителе, и получаем

Z -j3Wctgf

На графике (фиг. 4) дано сравнение функ ции Z при К 2 и традиционном рещении К 1. При этом в качестве нормировки принято W 1. При любых К 2 нуль сопротивления Z располагается при 90°. Это означает, что. двукратное отношение волновых сопротивлений является наилучшим. При это.м удается практически в 1,3 раза увеличить рабочую полосу частот.

Аналогичным образом можно показать, что имеет место расширение рабочей полосы частот катушки индуктивности при большем числе витков.

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в расширении рабочей полосы частот катушки индуктивности.

3 5

5 Ч 1.2.1

J 112 5

КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ, содержащая однослойную обмотку с одинаковым межвитковым расстоянием, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот, половины первого и последнего ее витков имеют меньщее расстояние до ближайщих витков, чем расстояние между остальными витками, так что волновое сопротивление двухпроводной линии, образованной проводами двух соседних витков, в два раза больше волнового сопротивления двухпроводной линии, образованной половиной первого или последнего витка и ближайшего к ним витка обмотки. (Л а ;& о СдЭ