и 0,349л для реактивной проводимости /0,72 дачи нечувствительны к изменению частоты,

(точка 7). что свойственно устройствам согласования с со-

20-46. Трансформация полных сопротивле- средоточенными параметрами. Наиболее рас-

ний В дополнение к задаче по согласованию пространенные виды трансформаторов полных

Рис. 20-24. Пример расчета двухшлейфового настроечного устройства.

сопротивлений часто необходимо перейти от одного полного сопротивления к другому, как, например, в случае соединений двух коаксиальных линий, которые имеют различные волновые сопротивления. В общем случае трансформаторы полных сопротивлений на линиях пере-

сопротивлений на линиях передачи рассмотрены в следующих параграфах.

1 Для получения дополнительных расчетных данных по рассматриваемому в этом разделе вопросу см. ссылку выше.

Линии переменного сечения. Линии переменного сечения - это такие линии, v которых диаметр одного или обоих проводников непрерывно меняется, благодаря чему будет иметь место непрерывное изменение волнового сопротивления вдоль линии. Переменное сечение обычно имеет протяженность в несколько длин волн для уменьшения отражений и устранения зависимости от изменений частоты. Линии переменного сечения конструируются таким образом, что их индуктивность и емкость на единицу длины изменяются логарифмически. Обычно одна из этих величин увеличивается, а другая уменьшается, что приводит к изменению волнового сопротивления также по логарифмическому закону.

Линии с переменным сечением конструи-

руются и так, что отношение изменяется

линейно по длине линии. Изменения сопротивления вэтомслучае также получаются по логарифмическому закону. Линия должна иметь протяженность возможно большую для уменьшения нежелательных отражений

Четвер ть-волновые отрезки. Четвертьволновые линии трансформируют сопротивления на основе соотношения Z\ = ZZ, где Zi и Z2 - сопротивления с обоих сторон четвертьволнового отрезка линии с волновым сопротивлением Z0. Отрезок линии не будет оставаться равным длине в четверть волны, если частота изменится. Следовательно, такой отрезок зависит от частоты 2. Такая зависимость

Рис. 20-25 Двухкаскадный четвертьволновой трансформатор.

различные волновые сопротивления. Требуемые зависимости между сопротивлениями определяются для двух отрезков линий формулами:

(Z = (Z,f{Zi); (20-103)

(Z0) = (Zl)(Z,r, (20-104)

где Zu Z« - сопротивления, которые должны быть согласованы;

Z0 - волновое сопротивление четвертьволнового отрезка, примыкающего к Zu

ZI - волновое сопротивлениечетверть-волнового отрезка, примыкающего к Z2.

Двухсекционный трансформатор такого типа показан на рис. 20-25.

20-4в. Возбуждение и фильтрация различных типов волн. Волны высших типов обычно нежелательны в коаксиальных линиях. В некоторых случаях, однако, волны высших типов специально возбуждаются в одной точке системы передачи и затем отделяются от основной волны в другой точке системы. Когда какой-либо тип волны возбуждается одновременно с основной волной (ТЕМ), то действительные поля, которые возбуждаются в линии, являются линейной суммой полей, соответствующих каждому из этих типов волн. В общем случае результирующее поле не соответствует полю какого-либо типа волны отдельно.

Вообще для возбуждения данного типа волны может быть использовано нли электрическое, или магнитное поле. Если должно быть возбуждено электрическое поле, то один или более штырей должны быть расположены так, чтобы они совпадали с направлениями каждого максимума электрического поля, как это показано на рис. 20-26, а.

Если же необходимо возбудить магнитное поле, то виток возбуждения должен быть распо-

Электрическое /юле

Штырь

Виток

----Магнитное пале

возбуждение тиооб Золи

Ю 6)

Рис. 20 2Ь. Разновидности коаксиальных элементов для

Подавляет ТМоп, Подавляет TFQ;

Пропускает ТЕоп Пропускает ГМД£

Фильтрация тилоа Оолл

& г)

рильтрации и возбуждения типов волн.

от частоты может быть значительно уменьшена путем каскадного соединения двух или более четвертьволновых отрезков линий, имеющих

1 Для дополнительных сведений см. Н. Т. Reich, P. F. Ordnung, Н. L. Krauss and J. G. S k a 1 n i k, Microwave theory and technique, p. 183-191, D Van Nostrand Company, Inc., Prince ton, N Y., 1953.

* Зависимость от частоты определяется отноше-

нием ~, увеличиваясь при отклонении этого отношения от единицы.

ложен так, чтобы плоскость витка была перпендикулярна направлению магнитного поля, как показано на рис. 20-26, б. Когда необходимо возбуждать волны высших типов, размеры линии должны быть такими, чтобы для этих типов волн она не была в области отсечки.

Фильтрация, или подавление отдельных типов волн, может быть выполнена различными способами. Один из методов состоит в подавлении волн высших типов путем ограничения размеров линии таким образом, чтобы линия

для этих типов волн была в области ниже критической.

Различные вставки, размещаемые в линии, также будут способствовать разделению типов воли. В общем случае металлические вставки должны быть расположены так, чтобы металлическая поверхность была параллельна максимуму электрического поля волны того типа, который необходимо подавить, и перпендикулярной максимуму электрического поля типа волны, который должен быть пропущен. На рис. 20-26, виг приведены методы фильтрации высших типов волн.

20-4г. Переходные трансформаторы от симметричной к несимметричной линии 1. Иногда необходимо перейти от коаксиальной линии (несимметричная линия) к двухпроводной линии (Симметричная линия). Для этой цели применяются переходные трансформаторы, показанные на рис. 20-27. Разновидности а и о

1+Х/2

Рис. 20-27. Разновидности переходных соединений.

на этом рисунке относятся к узкополосным переходным трансформаторам. Разновидность в имеет большую широкополосность, чем а и б. Разновидность г является петлевым вариантом в с такой же широкополосностью, но с меньшими размерами, - его длина в два раза меньше, чем в варианте в.

20-4д. Коаксиальные ослабители и поглощающие нагрузки 2. Коаксиальные ослабители применяются для разделения частей линии или же понижения уровня мощности в линии переда-чи.Коаксиальные поглощающие нагрузки применяются для создания нагрузки, которая не Создавала бы отражений от конца отрезка коаксиальной линии. Характерные разновидности ослабителей и поглощающих нагрузок показаны на рис. 20-28. Ослабители с «нижней отсечкой», показанные на рис. 20-28, а и б, представляют собой отрезки круглого волновода с такими размерами, что приходящая волна оказывается ниже критической длины волны. При таких условиях затухание определяется по формуле

[непер на единицу

длины]. (20-105)

Формула (20-105) справедлива для волн типов ТЕ и ТМ как в круглом, так и в прямоугольном

1 Расчетные данные по переходным трансформаторам см, Very hih frequency techniques, McGraw-Hill Book Companv. Inc., New York, 1947, vol. 1,

P. 86-92 and 382 - 390 a G. G. Montgomery, Technique of micro-iWave measurements, p. 679 - 803; Radiation Laboratory series, vol. 11, McGraw-Hill Book Company, Inc., fNew York, 1947.

волноводах. Ослабитель может быть сделан переменным, если изменять длину волноводного отрезка.

Связь между волноводом и коаксиальной линией может быть осуществлена посредством петель связи активного сопротивления, как показано на рис. 20-28, а, или же посредством

Скользящая peet/лироЗка с&язи • Скользящая реег/лирод*ка сОУзи -\\

Виток сЗяэа с Ш7#лш со/ую/пи£/г# г/ем

а) ф

Изолятор

Материал с активным атротиЯлением г)

Материал с axmufl/шм сопротивлением Я) ej

Рис. 20-28. Ослабители и поглощающие нагрузки

в коаксиальных линиях. а - витковая связь на частотах ниже критической; б - емкостная связь на частотах ниже критической; в - ослабитель со стеклянным сердечником; г - поглощающая нагрузка; д - расщепленная линия; е - вставка из прессованного железного порошка.

емкостного диска, как показано на рис, 20-28, б. Петля сделана в виде активного сопротивления для соответствующего подключения коаксиальной линии. Она может быть выполнена или в виде очень малого фиксированного сопротивления, или в виде ленты из материала, создающего активное сопротивление. Металлическому емкостному диску на рис. 20-28, б часто предшествует в коаксиальных линиях второй диск из материала с активным сопротивлением для подключения должным образом сопротивления коаксиальной линии.

Материалы, создающие активное сопротивление, могут быть использованы непосредственно, как показано, в ослабителе со стеклянным сердечником (рис. 20-28, в) и в поглощающей нагрузке (рис. 20-28, г). Стеклянные сердечники могут быть металлизированы или покрыты специальным материалом (типа акводаг), имеющим активное сопротивление. Поглощающие нагрузки могут быть сделаны из смеси песка и поглощающего материала. Порошковое железо также может быть применено для поглощающих вставок, как показано на рис. 20-28, е.

Ступенька, показанная на рисунке, предназначена для согласования поглощающей вставки и коаксиальной линии. Достоинством порошкового железа является сильное поглощение в нем энергии сантиметровых волн. По этой причине требуются только небольшие вставки в линии. В дополнении ко всему такие вставки достаточно прочны механически. Недостатками вставок из порошкового железа являются: трудности их механической обработки из-за твердости материала, возможные колебания параметров и, кроме того, обычно критич-