Широкополосный трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F19/04 

1

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструированию и изготовлению высокочастотны широкополосных дифференциальных трансформаторов. Широкое применение находят трансформаторы с несимметричными (по меньшей мере тремя) входами.

Известны дифференциальные трансформаторы с несимметричными входами, обмотки которых выполняются одним проводником 1 .

Недостатками таких трансформаторов являются ограниченная рабочая полоса частот и невозможность использовать их на большом уровне мощности, так как при этом необходимо иметь большие длины проводников .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является широкополосный дифференциальный трансформатор, содержащий три проводника, каждый из которых выполнен из неразрывных участков. Участки с нечетными порядковыми номерами размещены в первой многопроводной линии, а с четными - во второй многопроводной линии, при этом середина одного из

проводр иков соединена с общей шиной 2 .

Однако для преобразования симметричных входов в несшиметричные ко входам необходимо подключать дополнительные сим -1етриру ощие трансформаторы, что приводит к увеличению потерь мощности. Кроме того, недостатком данного устройства является

0 невысокий КПД.

Цель изобретения - повышение КПД.

Указанная цель достигается тем, что в широкополосном трансформаторе, содерхсащем три проводника, каждый из которых выполнен из четырех неразрывных участков, объединенных в две многопроводные линии, в первой из которых расположены участки с нечетными порядковыми номерами,

0 а во второй - с четными, при этом середина третьего проводника соединена с общей шиной, введена дополнительная двухпроводная линия, а в каждую из многопроводных линий

5 введено по три дополнительных проводника, при этом конец первого проводника соединен с началом второго проводника, конец первого дополниI тельного проводника первой многопроводной линии соединен с концом

0

Ьервого участка третьего проводниka, начало первого дополнительного проводника второй многопроводной линии соединено с началом четвертого участка третьего проводника, концы второго и третьего дополнительных проводников первой многопроводной линии соединены соответственно. с начала1 /1И второго и третьего дополнительных проводников второй многопроводной линии, между началом третьего дополнительного проводника первой многопроводнбй линии и коцом второго дополнительного проводника второй многопроводной линии поключен вход дополнительной двухпроводной линии, выход которой подключен между концом второго участка второго проводника и концом второго участка первого проводника.

На фиг.1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - вариант выполнения предлагаемого устройства на коаксиальных линиях.

Трансформатор содержит три проводника 1-3, каждый из которых 1зыполнен из четырех неразрывных участков: проводник 1 из участков 1-1, 1-2, 1-3 и 1-4 (вторая цифра означает порядковый номер участка), проводник 2 из участков 2-1, 2-2, 2-3 И 2-4, проводник 3 из участков 3-1, 3-2, 3-3 и 3-4. Все участки объединены в две многопроводные линии 4 и 5. В первой многопроводной линии 4 расположены участки с нечетными порядковыми номерами: 1-1, 1-3, 2-1 2-3, 3-1 и 3-3. Во второй многопроводной линии 5 расположены участки четными порядковыми номерами; 1-2, 1-4, 2-2, 2-4, 3-2 и 3-4. Середина проводника 3 соединена с общей шино 6. Конец проводника 1 соединен с началом 7 (начала обозначены точкой) проводника 2. Конец первого дополнител ного проводника 8 многопроводной линии 4 соединен с концом участка 3-1. Начало первого дополнительного проводника 9 многопроводной линии 5 соединено с началом участка 3-4. Конец третьего дополнительного проводника 10 и конец второго дополнительного проводника 11 многопроводной линии 4 соединены соответственно с началом третьего дополнительного проводника 12 и началом второго дополнительного проводника 13 многопроводной линии 5. Между началом проводника 10 и концом проводника. 13 подключен вход двухпроводной линии 14, выход которой подключен между концом учаска 2-2 и концом участка 1-2. Начало участка 1-1 является первым несимметричным относительно общей шины 6 входом 15, конец участка 2-4 - вторым неситипугетричным входом 16, начало участка 2-1 - третьим

несимметричным входом 7, а начало проводника 11 и конец проводника 12 являются четвертым симметричHEJM входом 17 и 18.

Некоторые участки проводников могут быть образованы объединенными внешними проводниками коаксиальных линий, внутренние проводни1 и которых являются другими участками проводников (фиг.2).

Устройство на коаксиальных лиO ниях работает следующим образом.

При подключении ко входам 15 и 16 равноамплитудных синфазных генераторов с несимметричными выходами колебания от первого проходят по

5 коаксиальной линии с внутренним проводником 1-1 и 1-2, а от второго по коаксиальной линии с внутренним проводником 2-4 и 2-3. Поскольку линии, имеют равные длины и одинаковые волновые сопротивления, то на

их выходах возникают равные по амплитуде колебания. При этом к проводникам двухпроводной линии 14 приложены одинаковые потенциалы, и эти проводники выполняют роль разделительных дросселей (линия 14

должна быть размещена на отдельном магнитопроводе), т.е. исключают связь с проводниками 11 и 12. Поэтому равноамплитудные колебания поступают соответственно в равные по длине и -одинаковые г1о волновому сопротивлению коаксиальные линии с внутренними проводниками 1-3, 1-4 и 2-1, 2-2. На соединенных

5 параллельно выходах этих линий (зажим 7) колебания выделяются в согласованной нагрузке, подключаемой между зажимом 7 и общей шиной 6, Величина этой нагрузки должна быть

0 в два раза меньше волнового сопротивления каждой коаксиальной линии .

Рассмотрим теперь процесс распространения колебаний при воздейст5 ВИИ на входах 15 и 16 равноамплитудных. противофазных источников напряжения. При этом на выходах коаксиальных линий с внутренними проводниками 1-1, 1-2 и 2-4, 2-3

0 появляются равноамплитудные противофазные колебания. Они не проходят в коаксиальные линии с внутренними проводниками 1-3, 1-4 и 2-2, 2-1, так как зажимы этих лиf НИИ оказываются эквипотенциальными, а через согласованную линию 14 .(волновое сопротивление которой должно быть в два раза больше волнового сопротивления каждой коаксиальной линии) поступают в коаксиальные линии с внутренними проводниками 11, 13 и 12, 10. Колебания на выходах этих линий (.зажимы 17 и 18) в.ьиеляются в согласованной нагрузке, подключаемой к зажимам 17 и

5 1В. Величина этой нагрузки должна

быть в два раза больше волнового сопротивления каждой коаксиальной линии. В результате получаем широ- кополосный дифференциальный трансформатор с одной парой несимметричных относительнр общей шины входов 15 и 16, в другой паре входов один вход 7 несимметричный относительно общей шины 6, а второй вход 17, 18 симметричный относительно общей шины 6. Такие условия на входах отвечают наибольшему числу практических задач. При этом входы 15 и 16, 7 и 17, 18 согласованы при воздействии на любой паре из них равноамплитудных синфазных и равноамплитудных противофазных генераторов.

В предлагаемом устройстве (фиг.1 представлен общий случай, когда имеют место различные связи между проводниками в многопроводных линиях 4 и 5. При этом принцип работы тот же, что и устройства на коаксиальных линиях.

Формула изобретения

Широкополосный трансформатор, содержащий три проводника, каждый из которых выполнен из четырех последовательно соединенных участков, объединенных в две многопроводные линии, в первой из которых расположены участки с нечетными порядковыми номерами, а во второй - с четными, при этом середина третьего проводника соединена с общей шиной,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, введена дополнительная двухпроводная линия, а в каждую из многопроводных линий введено по три дополнительных проводника, при этом конец первого проводника соединен с началом второго проводника, конец первого дополнительного проводника первой многопроводной линии соединен с концом первого участка третьего про0водника, начало первого дополнительного проводника второй многопроводной линии соединено с началом четвертого участка третьего проводника, концы второго и третье5го доп элнительных проводников первой многопроводной линии соединены соответственно с началами второго и третьего дополнительных проводников второй многопроводной линии, между началом третьего до0полнительного проводника первой многопроводной линии и концом второго дополнительного проводника второй многопроводной линии подключен вход дополнительной двух5проводной линии, выход которой подключен между концом второго участка второго проводника и концом второго участка первого проводника.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Врукк Ю.М. и др. Широкополюсные суммирующие и согласующие устройства антенн-решеток. - Антенны, 1978, вып.26, с. 92, рис. 2.

5

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2779792/24-07,

кл. Н 01 F 19/04, 14.06.79. .

J-±- t/-2 I