Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Согласующие цепи 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

ксв

и

0.9S

тельно выбрать критическую дли1ну волны тра-нсформируго-щей секции Лсь отличающуюся от Ксо, , таким образом, перейти к неоанородиому траиоформатору. Это дает до-полнительную степень свободы, которая может быть всегда использована для шолуче-иия более нимого ксв вблизи оредней частоты и одновременно позволяет уменьшить длину трансформатора.

Еслн Лео и Лг2 не равны, то это неизбежно приводит к неоднородному трансформатору. Прн согласоваини на оредней частоте равенство (б.П.!) все еще остается оправедливым, но существует бесконечное число 1ВОЗМ0Ж1НЫХ .критических длин 1В0ЛН Яс1 (н случае шря-моугольного волновода они равны 2ai). Рассмотрим этот общий случай, гаричем если потребуется однородный трансформатор, то Б расчете нужно (будет принять hn равным Лег.

Можио показать [5], что избыточные потери g [см. ур-ние (6.02.5)1 равны

=[(Г,-Г1)=+4ГЛсо5>е]. (6.11.2)

Рис. 6.11,2. Зависимость ксв от дтины волны для трех односишпонных четвертьволновых траиофорчаторов, рассчитанных для перевода от волновода сечением 22,86X1,27 мм к волноводу сечением 22,86X10,li6 мм-. Центральная частота равна 7211 Мгц.

кривая /-длк однородного трансформатора при ci-22,86 мм; тоивая 2 - го же прн 01=26,146 JK*; кривая 5 - для оптимального траисфорнатора при ci=48,26 jhw

Чтобы не было затухания на средней частоте

,необходимо

выполнение равенства Г| = Г2, эквивалентного равенству (6.11.1). Иинимнзащия частотной зависимости величины g на средней частоте приводит к уравнению, справедливому для волн ТЕ и ТМ:

Заметим, что

/я1 (г, г„)

(6.11.3)

(6. п.4)

и если, кроме того. /.,о=/.с2, то

>.с1< т>>-со (6.11.5)

Следовательно, можио всегда улучшить однородный трансформатор (Лс=?ц.о=Ас2). На рнс. 6.11.2 показана зависимость ксв от

- 276 -

нормированной длины волны для трех трансформаторов, согласующих прямоугольный волновод поперечного сечения аоХбо= = 22,86 Х 1,27 с волноводом поперечного сечения ааХ62- = 22,86X10,16 мм на средней частоте 7211 Мгц (?,о=4,1605 см). У первого (однородного) трансформатора ширина ai =22,86 мм, у второго-ai=26,l46 и у третьего (оптимального) ai -48,26 лш. Дальнейшее увеличение ширины трансформатора снова приводит к ухудшению' характеристики; вблизи оптимального значения она изменяется очень медленно.

Из приведенного рисунка видно, что крутизна \арактеристики наилучшего неоднородного трансформатора (0 = 48,26 мм) составляет несколько больше 45% от крутизны характеристики однородного. Более того, ширина И] является настолько некритичной, что может быть уменьшена от оптимального значения 48,26 м.ч до значения 26,924 мм. причем улучшение остается все еще около 50%. Это свойство очень полезно на практике, так как величина а, не может быть сделана намного больше, чем ао или аг, без появления волн высшего порядка и резко выраженного влияния неоднородностей сочленения.

В выбранном выше для численного и экспериментального исследования примере взят более высокий перепад сопротивлений [R=8) и рассмотрена работа на частоте, значительно более близкой к критической частоте (Ло/? :=0,91), чем обычно. При этом оптимизация величины а, может значительно улучшить параметры трансформатора. В большинстве же случаев (небольшой перепад R и незначительная дисперсия) улучшение, полученное за счет уменьшения дисперсии в трансформаторной секции по сравнению с секцией однородного трансформатора, будет незначительным. Поэтому изложенная методика окажется наиболее по-тезной только при сильной дисперсии и больших перепадах сопротивлений.

В табл. 6.11.1 приведена зависимость между А/Лс и KglX и другие данные, полезные при решении задач для неоднородных трансформаторов.

Касаясь всшросов компенсащнн влияния сочленении, отметим, что неидеальное сочленение м-ожет быть всегда представлено как идеальное при условии, что референсные плоскости неидеального-сочленения ( в которых коэффициент отражения Г является действительной величиной) уже не совпадают с его плоскостью. Ком-пенсацню для ступенек в плоскости Е можно осуществить по методике § 6.08. Если в сложных сочленения.х, включающих ступеньки как в плоскости£. так и в плоскости Н, неоднородности сочленений (т. е. ступеньки) достаточно малы, то их ложно рассматривать отдельно друг от друга, пользуясь данными в справочнике -Наркувица [23]; затем обе компенсирующие поправки суммируются. В большинстве случаев наблюдается благоприятное стремление этих nonpa.BDK к взаимной -компенсации; параллельная индуктивность ступеньки в плоскости Я частично компенсирует па-- 877 -



СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ .

ТАБЛИЦА 6.Н.1

0,50

1.1347

.3333

0.5773

1,7320

0.51

1.1625

1,3515

0.5929

1.6866

0.52

1.1707

1.3706

0.6087

1,6426

0,53

1.1792

1,3906

0.6250

1.5999

0.54

1.1881

1.4116

0.6415

1.5586

0,.56

.1973

1.4336

0,6585

1,5184

0.56

1.2070

1,4568

0.6759

1,4794

0.57

1.2170

1,4812

0.6937

1.4414

0.58

1.2275

1,5069

0.7119

1,4045

0.59

1.2385

1,6339

0,7307

1.3684

0.60

1.2500

1.5625

0,7500

1,3333

0.61 0.62

1.2619

1,5926

0.7698

1.2990

1.2745

1,6244

0,7902

1,2654

0.63

1,2876

1.6580

0.8112

1.2326

0,64

1.3014

1,6937

0,8329

1,2005

0,65

1,3159

1.7316

0,8553

1 1691

0,66

1.3310

1,7717

0,8785

1.1382

0.67

1.3470

1,8145

0,9025

1,1080

0,68

1,3638

1,8601

0,9274

1.0782

0.69

1.3815

1.9087

0.9532

1,0489

0,70

1,4002

1,9607

0,9801

1.0202

0,71

1.4200

2.0165

1.0082

0.9918

0 72

.4409

2,0764

1,0375

0.9638

0.73

,4631

2,1408

1,0681

0,9362

0,74

1.4867

2,2104

1.100!

0,9089

0,75

1.5118

2,2857

1,1338

0,8819

0.76

1 3386

2,3674

1,1693

0,8551

0.77

1,5672

2,4563

1,2068

0,8286

0.78

1,5980

2,5536

1,2464

0,8022

0.79

1.6310

2,6602

1,2885

0,7760

0,80

1,6666

2,7777

1,3333

0,7500

0.81

,7052

2,9078

1,3812

0 7239

0,82

1,7471

3,0525

1,4326

0,6980

0,83

1,7928

3,2144

1,4880

0,6720

0,84

1,8430

3,3967

1.5481

0,6459

0,85

1.8983

3,6036

1.6135

0,6197

0,86

1,9596

3.8402

1,6863

0,5933

0.87

2.0281

4,1136

1,7645

0,5667

0.88

2.1053

4,4326

1,8.527

0,5397

0,89

2.1931

4,8100

1,9519

0,5123

0.90

2.2941

5,2631

2,0647

0,4843

0.91

2.4119

5,8173

2,1948

0,4556

0.92

2,5515

6,5104

2.3474

0,4259

0,93

2,7206

7,4019

2,5302

0.3952

0,94

2.9310

0,5910

2,7551

0,3629

0,95 0.96

3,2025

10,2564

3,0424

0,3286

3.5714

12,7551

3,4285

0,2916

0.97

4.1134

16,9204

3,9900

0,2506

0,98

5,0251

25,2525

4,9246

0,2030

0,99

7,0888

50,2512

7.0179

0,1424

1,00

278 -

раллельную емкость ступеньки в плоскости Е. Если в прямоугольном волноводе с волной ТЕю должны одновременно увеличиваться (или одновременно уменьшаться) ширина а и высота Ь, то условие резонанса обеи.х реактивных неоднородностей совпадает с условием равенства волновых сопротивлений [24. стр. 170]:

fAii) =(-ЬЛ . (6,11.6)

\ о я /волловод 1 \ а к /волиовод2

Для случая, когда увеличение ширины о сопровождается уменьшением высоты b (илн наоборот), имеется эмпирическая формула [25], определяющая условие резонанса реактивных иеодиород-ностей и, следовательно, их взаимную компеисащию, однако точность этой формулы неизвестна.

Кроме изменения фазы, нендеальное сочленеине может оказать savieTHoe влияние также на величину коэффициента отражения (в случае ступенек только в плоскости Е оно обычно пренебрежимо мало, см. § 6.08). Приращение величины коэффициента отражения для ступенек в плоскости И в прямоугольном волноводе может быть получено из кривых, приведенных в справочнике Мар-кувица [23. стр. 296-304]. В этом случае значение ксв сочленения двух волноводов оказывается больше их перепада сопротивлений. Так, в рассмотренном выше примере полный перепад сопротивлений при идеальных сочленениях R равнялся 8. Однако из-за дополнительного отражения, вызванного реактивными проводимо-стями сочленений, эффективное значение R увеличилось до 9,6 ото подтверждено экспериментально [5]).

В качестве общего правила следует считать, что для пря.мо-угольных волноводов из-менение размера а (для ступеньки в плоскости И) должно быть меньше 10-20%, чтобы учет неоднородностей сочленений можно было проводить с помощью поправок первого порядка к теории идеальных трансформаторов. Главное - не допустить смещения референсной плоскости слишком далеко от плоскости сочлеиеиня [23, рис. 5.24.2, стр. 299 и рис. 5.24.S, стр. 303]. Симметричные сочленения более предпочтительны, чем асимметричные. Большие ступеньки в плоскости Н допускаются в том случае, если размеры волновода приближаются к критическим (т. е. при меньших размерах й).

6.12. Неоднородные четвертьволновые трансформаторы нз двух или 6o.-iee волноводных секций

Дли того чтобы у идеального неоднородного двухсекционного трансформатора (рис. 6.12.1) была максимально плоская характеристика (как для волн типа ТЕ, так и ТМ), необходимо выполнение следующих условий:



Зштрт

Иврмира сщят/Йлетя Лпшы Воли S 8oMohidaii:

+ g2

(6.12.3)

Для npeMOfi gmaSoda

г а а, на,

Рис. 6j12.1. Двухс&кциониый неоднородный четвертьволновый траиофор-

(объданение обозна-ченмй cAf. на рнс. 6.12.1).

Выражения (6.12.1) - (6.12.3) представляют собой только три условия для четы-рех шараметров Agi; Agz; Z,; (или ib случае прямоугольны* вашоводов для d, а^, ibi, Ь^). Таким образом, существует бескояечиое число двухсекционных трансформаторов с максимально плоской характеристикой, точно так же, как ранее было бесконечное число односек-цнонных согласующих трансформаторов, лричем одни имеют более плоские характеристики, чем другие.

В качестве примера на рис. 6.12.2 приведены характеристики трансформаторов, сочленения которых считаютси идеальными. В этом примере необходи.чо было перейти от прямоугольного волновода сечеиия аоХЬо=203,2X50,8 мм к волноводу сечением озХЬз=127Х76,2 мм. Средняя частота равнялась 1300Мгч. Выбранные величины а, показаны на рис. 6.12.2. Вероятно, существует

ксв

и

Г lii,ms

Рис. 6.12.2. Зависимость ксв от длины волны дли нескольких двуксеащиоиныч трансформаторов с максимально плоскими характеристиками, рас-считаниы.х для перехода от волновода сечением 203.2X50,8 ил к волновод\. сечением I27X Х76,2 ммК

Размеры в, и иг-в ям

оптимальный трансформатор (имеющий самую максимально плоскую характеристику ), но его не удалось получить. Вместо

этого было предложено выбрать размеры ui и йг так, чтобы свести к минимуму неоднородности сочленений и получить трансформатор', настолько близкий к идеальному, насколько окажется возможным.

Кривые на рис. 6.12.3 построены по ур-ниям (6.12.3), причем величина (XgjAg,) изменяется в пределах от 0,5 до 2,5 при R=\ (ось абсцисс), R=% 9, 10.


Рис. 6.12.3. Зависимость Zi, от (Я^аДО' для трансформатора с максимально ллоской характеристикой для десити значений R

В большинстве практических случаев трансформатор должен иметь минимальное отражение в пределах конечной полосы частот, а не максимально плоскую частотную характеристику. Пока не существует точного метода расчета широкополосных неоднородных трансформаторов, но приближенный метод разработан достаточно .хорошо. Ои заключается в том, что вначале рассчитывается трансформатор с максимально плоской характеристикой, а затем применяется теория неоднородных трансформаторов, на основе которой проводится многократнаи коррекция велич'нн перепадов сопротивлений [6].

Пример i. Рассчитать трансформатор для перехода от прямоугольного волновода сечением 22,86X10.16 мм (волновод типа WR-90 нли RG-62/U, или RG-67/U) к волноводу сечением 19,05х Х10,16 мм. Необходимо, чтобы при относительной ширине полосы пропускания 13% (по частотной шкале) значение ксв в этой полосе было бы меньше чем 1,10. Здесь .?щ=3,53 см.

Относительная ширина полосы пропускания, рассчитанная по шкале l/Ag примерно в (rfAjA()/(dVA) =(AgA)2 раз больше относительной ширины полосы пропускания, рассчитанной по частот - 281 -



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

© 2025 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95