Широкополосный трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F19/04 

(54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

I

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструированию н изготовлению высокочастотных широкополосных дифференциальных трансформаторов, а именно трансформаторов с несимметричными (по меньшей мере тремя) входами.

Известны широкополоснь1е дифференциальные трансформаторы 1 и (2, которые имеют широкую рабочую полосу частот (являясь согласованными по входам вне зависимости от длин линий) и высокий КПД. Однако входы этих трансформаторов симметричны относительно общей шины. Для преобразования их в несимметричные необходимо использовать дополнительные симметрирующие трансформаторы.

Недостатком таких устройств являются невысокий коэффициент полезного действия и увеличенные габариты.

Наиболее близким к предлагаемому является широкополосный дифференциальный трансформатор, имеющий три, несимметричных относительно общей шины входа и один симметричный. Этот трансформатор содержит двухпроводную линию и три проводника, каждый из которых состоит из

четырех последовательно соединенных участков, объединенных в -две многопроводные линии. В первой многопроводной линии расположены участки с нечетными порядковыми номерами, а во второй - с четными. Кроме того, в каждой из многопроводных линий содержится по три дополнительных проводника 3.

Недостатком такого устройства является сложность, обусловленная необходимость°ю иметь большое число (девять) провод10 ннков в каждой многопроводной линии.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в широкополосном трансформаторе, содержащем двухпроводную линию и проводник, выполненный 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 в каждой из многопроводных ли20ний содержатся дополнительные проводники, причем к одному выходному зажиму двухпроводной линии подключено начало первого дополнительного пронолника в первон многопроводной линии, а другому - конец первого дополнительного проводника во второй многопроводной линни, входные зажимы двухпроводной линии подключены к концам первого и третьего участков упомянутого проводника, а конец первого дополнительного проводника в первой многопроводной линни, начало первого дополнительного проводника во второй многопроводной лцнии, начало второго дополнительного проводника в первой многопроводной линии и конец второго дополйнтельного проводника во второй многопроводной линии соединены с общей шиной.

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

Трансформатор содержит двухпроводную линию 1 и проводник 2, выполненный из четырех последовательно соединенных участков 2-1, 2-2, 2-3 и 2-4. Участки проводника 2 объединены в две многопроводные линии 3 и 4. В многопроводной линии 3 расположены участки 2-I и 2-3, а в линии 4 - участки 2-2 и 2-4. В многопроводной линии 3 расположены дополнительные проводники 5 и 6, а в линии 4 - дополнительные проводники 7 и 8. Конец первого дополнительного проводника 5 в первой многопроводной линии 3, начало (начала обозначены на чертеже точкой) первого дополнительного проводника 7 в многопроводной линии 4, начало второго дополнительного проводника 6 в многопроводной линии 3 и конец второго дополнительного проводника 8 в многопроводной линии 4 соединены с общей шиной 9. Входные зажимы двухпроводной линии 1 включены к концам первого 2-1 и третьего 2-3 участков проводника 2. К одному выходному зажиму 10 двухпроводной линии I подключено начало первого дополнительного проводника 5 в первой многопроводной линии 4, а к другому выходному зажиму 11 - конец первого дополнительного проводника 7 во второй многопроводной линии 4. Начало проводника 2 является первым несимметричным относительно общей шины 9 входом 12, конец проводника 2 является вторым несимметричным относительно общей шины 9 входом 13, середина проводника 2 (начало участка 2-3) является третьим несимметричным относительно обшей шины 9 входом 14, а упомянутые зажимы 10 и 11являются четвертым симметричным относительно общей шины 9 входом трансформатора.

На фиг. 2 показано, что проводники б и 7 в многопроводных линиях 3 и 4 соответственно образованы соединенными по всей длине внешними проводниками трех коаксиальных линий, внутренние проводники которых являются другими проводниками многопроводиых линий 3 и 4.

Рассмотрим работу устройства по фиг. 2.

При подключении ко входам 12 и 13 равноамплитудных синфазных генераторов с несимметричными выходами, колебания от первого проходят по коаксиальной линии с внутренним проводником 2-1, а от второго по коаксиальной линии с внутренним проводником 2-4. Поскольку линии имеют равные длины и одинаковые волновые сопротивления, то на их выходах возникают равные по амплитуде колебания. При этом к проводникам двухпроводной линии 1 приложены одинаковые потенциалы, и эти проводники выполняют роль разделительных дросселей (линия 1 должна быть размещена на отдельном магнитопроводе), т.е. исключают связь с проводниками 5 и 7. Поэтому равноамплитудные колебания далее поступают, соответственно, в равные по длине и одинакового волнового сопротивления коаксиальные линии с внутренними проводниками 2-2 и 2-3. На соединенных параллельно выходах этих линий (зажим 14) колебания выделяются в согласованной нагрузке, подключаемой между зажимом 14 и общей шиной 9. Величина этой нагрузки должна быть в два раза меньше волнового сопротивления каждой коаксиальной линии.

Рассмотрим теперь процесс распространения колебаний при воздействии на входах 12 и 13 равноамплитудных противофазных источников напряжения. При этом на выходах коаксиальных линий с внутренними проводниками 2-1 и 2-4 появляются равноамплитудиые пpofивoфaзньfe колебания. Они не проходят в коаксиальные линии с внутренними проводниками 2-2 и 2-3 (соответственно к зажиму 14), так как зажимы этих линий оказываются экбипотенциальными, а прикладываются к входным зажимам двухпроводной линии 1 и ко входам коаксиальных линий с внутренними проводниками 5 и 7. Колебания, пройдя по коаксиальиым линиям с внутренними проводниками 5 и 7 (выходы которых соединены последовательно), складываются с колебаниями, которые прошли по двухпроводной линии 1, и выделяются в согласованной нагрузке, подключенной к зажимам 10 и 11. При этом волновое сопротивление двухпроводной линии должно быть в два раза больше волнового сопротивления любой коаксиальной линии, а длины их должны быть одинаковы. Величина нагрузки, подключаемой к зажимам 10 и II, должна быть в два раза меньше волнового сопротивления двухпроводной линии.

В результате получаем широкополосный Дифференциальный трансформатор с одной парой несимметричньих от1госитсльно общей шины 9 входов 12 и 13, в другой паре входов - один вход 14 несимметричный относительно обшей типы 9. Вход Ю и II, используя известный прием подключения ко входу коаксиальной линии, внешний проводник которой на выходе соединен с обшей шиной 9, легко переводится в несимметричный, поскольку внешний проводник может быть соединен по всей длине с одним из проводников 5 или 7. В устройстве по фиг. 1 представлен -общий случай, когда имеют место различные связи между проводниками в многопроводных линиях 3 и 4. При этом принцип работы тот же, что выше рассмотренный. Таким образом, в пред,пагаемом устройстве без сужения полосы достигается сушественное упрощение конструкции, что облегчает изготовление и улучшает повторяемость хй ктеристик трансформаторов. Формула изобретения Широкополосный трансформатор, содержащий двухпроводную линию и проводник, выполненный 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 в каждой из многопроводных линий содержатся дополнительные проводники, причем к одному выходному зажиму двухпроводной линии подключено начало первого дополнительного проводника в первоА многопроводной линии, а другому - конец первого дополнительного проводника во второй многопроводной линии, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, входные зажимы двухпроводной линии подключены к концам первого и третьего участков упомянутого проводника, а конец первого дополнительного проводника в первой многопроводной линии, начало первого дополнУ тельного проводника во второй многопроводной линии, начало второго дополнительного проводника в первой многопроводной линии и конец второго дополнительного проводника во второй многопроводной линии соединены с общей щиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2769135/07, кл. Н 01 F 19/04, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2779792/07, кл. Н 01 F 19/04, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2831860/07, кл. Н 01 F 19/04, 1979.