Широкополосный трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F19/04 

(54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

1

Изобретение относится к радаотехнике, в частности к конструированию и изготовлению высокочастотных широкополосных дифференциальных трансформаторов.

Известны дифференциальные трансформаторы, содержащие два магннтопровода, на каждом из которых размещены многовитковые обмотки. Магнитопроводы имеют две пары входов, служащих для подключения нагрузок и генераторов в зависимости от назначешш устройства 1.

Недостатком известных трансформаторов является ограшпенная рабочая полоса частот, обусловленная индуктивностями рассеяш1я обмоток, их собственными и взаимными емкостями, а также увеличение потерн f мощности за СЕчет наличия двух магнитопроводов, т.е суммирования потерь мощности в обоих.

Наиболее близким к .предлагаемому является щирокополосный трансформатор, содержащий проводник, выполненный из 2N (N - любое целое число) последовательно соединенных участков, объединенных в две многопроводные пинии, в первой из которых

расположены нечетные участки проводника, а во второй - четные его участки, и расположенный в первой многопроводной линии другой проводник, начало которого соединено с концом первого проводника и общей щииой 2. Трансформатор имеет щирокую рабочую полосу частот, но не может самостоятельно непользоваться в качестве дифференциального трансформатора.

Для того, чтобы получить ycTpoifcTBO, выполняющее роль дифференциального цшрокополосного трансформатора к известному трансформатору необходимо подключить дополнительный пщрокополосный трансформатор, а это приводат к снижению КПД устройства за счет суммирования потерь мощности в обоих трансформаторах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей широкополосного трансформатора при сохранении расширенной рабочей полосы частот.

Указа1шая цель достигается тем, что в широкополосном трансформаторе, содержащем проводник, вьшолненный из 2N последовательно

соединенных участков (N - любое целое число) , объединенных в две многопроводные линии, в первой из которых расположены нечетные участки проводника, а во второй - четны его участки, и расположенный в первой многопроводной линии другой проводник, начало которого соединено с кондом первого проводника и общей шиной, в каждую из многопроводных линий введено по два дополнительных проводника, причем конец первого дополнительного проводника первой многопроводной линии соединен с началом первого дополнительного проводника второй многопроводной линии, а конец второго дополнительного проводника первой многопроводной линии соединен с началом второго дополнительного проводника второй многопроводной линии.

На фиг. 1 представлена электрическая схема трансформатора; на фиг. 2 - вариант выполнения трансформатора (N 2) с использованием коаксиальных линий.

Трансформатор содержит проводник 1, выпоненный из 2N неразрывных участков 1-1, 1-2 1-3, 1, ..., 1-(2N-1), I-2N (вторая цифра означает порядковый номер участка проводника 1), объединенных -в две многопроводные линии 2 и 3. В первой многопроводной линии 2 расположены участки с нечетными порядковыми номерами 1-1, 1-3, ..., 1 -(2N-1), а во второй - участки с четными порядковыми номерами 1-2, 1-4, ..., 1-2N. В первой многопроводной линии 2 расположен проводник 4, начало которого (начала обозначены точками) соединено с концом проводника (его. участком 1-2N) 1 и общей шиной 5. В многопроводную линию 2 введено два дополнительных проводника 6 и 7, а в многопроводную линию 3 - два дополнительных проводника 8 и 9. Конец проводника 6 соединен с началом проводника 8, а конец проводника 7 соеди1нен с началом проводника 9. Первую пару входов 10 и 11, симметричных относительно общей шины 5, образуют: начало проводника 6 и конец проводника 9 - вход 10, начало проводника 7 и конец проводника 8 - вход И. Другую пару входов 12 и 13 предлагаемого дифференциального трансформатора, причем вход 12 симметричен относительно общей шины 5, а вход 13 несимметричен относительно общей шины 5, образуют: начало проводника 8 и начало проводника 9 - вход 12, начало проводника 1 - вход 13.

Проводаики 6 и 7 образованы внутренними проводниками коаксиальных линий, внешние проводники которых, объединены по всей длине, составляют проводник 4. Проводники 8 и выполнены внутренними проводникахш коаксиальных линий, внешние проводники которых, объединенные по всей длине, являются участко 1-4 проводника 1.

924

Устройство работает следующим образом. Пусть несимметричное относительно общей шины 5 колебание поступает на вход 13. Проводники 1-1, 1-2, 1-3 и 1-4 образуют автотрансформатор 1:2, т.е. между началом проводника 1-3 и общей шиной 5 оказывается напряжение вдв9е меньшее, чем между зажимами 13 и 5, и имеющее ту же полярность. С помощью проводника 4 это напряжение переводится в

симметричное относительно общей шины 5 между концом проводника 4 и началом участка 1-4 с полярностью, отмеченной на фиг.2. Далее это напряжение делится поровну между коаксиальными линиями с внутренними

проводниками 6-9. Все эти линии принимаются равного волнового сопротивления и поэтому зажимы 12 оказываются эквипотенциальными и их можно считать короткозамкнутыми. В результате равные (половинные по амплитуде) напряжения поступают в линии с внутренними проводниками 6 и 7, 8 и 9, причем в первьгх двух линиях напряжения между внутренними и внешними проводниками противоположны по фазе напряжениям между

внутренними и внешними проводниками в двух других линиях. Пройдя по линиям, напряжения на их выхода : попарно суммируются и выделяются в нагрузках, подключаемых к парам зажимов 10 и И, с отмеченными там

полярностями.

Если волновые сопротивления всех коаксиальных линий равны, а величины нагрузок на зажимах 10 и И составляют удвоенное их значение, то все линии согласованы.

Если источник сигнала подключить к симметричным зажимам 12, то напряжение на зажимах 13 и 5 становится равным нулю, а напряжения на зажимах 10 и 11 изменятся по фазе на 180° друг относительно друга.

Таким образом, в целом получаем согласованный дифференциальный трансформатор с несимметричным входом и симметричнь ми трансформированными выходами. Проводники 1-1 и 1-2 образуют трансформирующую его

часть, а проводники 4-9 - дифференциальную обмотку с симметричными входами 10 и 11. Работа этого устройства принципиально не отличается от рассмотренной. .

В результате получаем согласованный балансный дифференвдальный трансформатор с произвольным целочисленным коэффициентом трансформации.

55Формула изобретения

Широкополосный трансформатор, содержащий проводник, выполненный из 2N последовательно соединенных участков, объединенных в две многопроводные линии, в первой из которых расположены нечетные участки проводника, а во второй - четные его участки, и расположенный в первой многопроводной линии другой проводник, начало которого соединено с концом первого проводника и общей шиной, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при сохра-: нении расширенной рабочей полосы частот, в каждую из многопроводных линий введено по два дополнительных проводника, причем конец первого дополнительного проводника первой

многопроводной линии соединен с началом первого дополнительного проводника второй многопроводной линии, а конец второго дополнительного проводника первой многопроводной линии соединен с началом второго дополнительного проводника второй многопроводной линии.

Источники ииформации, принятые во BHKMairae при экспертизе

1, Trans Parts, Mater and Packing, 1968, № 3, с. 59-66, фиг. 96, ,

2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2693925, кл. Н 01 F 19/04, 1978.