Широкополосный трансформатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеоз Советских

Сщнмнстюесинх

Реса ублнк

К АВТОИЗЮМУ (61) Дополнительное к ввт. сеид-ау— (22) Заявлено 14фб79 (21) 2779792/24-07

{53)М. Ки.з

Н 01 19/04 с присоединением заявки йх (23) ПриоритетГэсумРетееввив веивтет

СССР вв Аелан взебретеввй в етвРитвв

Опубликовано 23Я3,81.6толлетемь Нв 11

Дата опубликования описания 2503,81 (53) УДК 621.314. ..228(088.B) (72) Автори изобретения

С. E. Лондон и С. В. Томашевич (71) Заявитель (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

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

Известен широкополосный трансформатор, содержащий проводник, выполненный иэ 2N (где и — целое число) последователъно соединенных участков, объединенных в две многопроводиые линии, в первой иэ которых расположены нечетные участки проводника, а во второй - четные его участки имеющие широкую рабочую полосу f1).

Известное устройство является наиболее,близким к предЛагаемомУ по технической сущности и достигаемому резулътату., Недостатком его является то, что он самостоятельно не может исполъзоватъся в качестве дифференциальйого трансформатора..

Для образования дифференциального устройства с двумя парами входов, причем все входы симметричны отнбсителъно общей шины; и требуемой трансформацией, необходиью использовать упомянутый трансформатор и дополнителъный трансформатор с гальванически развязанными обмотками, что усложняет конструкцию устройства и понижает его 1ЯД эа счет суммирования потерь мсщности в обоих трансФорматорах.

Цель изобретения — расширение функционалъних возможностей трансформатора при сохранечии расширенной рабочей полосы частот.

Указанная цель.достигается тем, 1о что в широкополосном трансФорматоре содержащем проводник, выполненный из

2N последователъно соединенных участков, объединенных в две многопрбводные линии, в.первой из которых распоЛожены нечетные участки проводника, а вь второй — четные его участки, введены два дополнительных проводника, каждый из которых выполнен из

2М последовательно соединенных участков, причем,в первой многопроводной линии расположены нечетные участки дополнителъных проводников, а во второй - четные их участки, при этом начала дополнительных проводников размещены со стороны середины основного проводника,,где И и и — целые числа.

На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вариант выполнения предлагаемои> устройства при и 2 и

M 1> на фиг. 3 - то же при N 2

815772 и М 2; на фиг. 4 - тоже при N 3 и М = 2.

Как видно из фиг. 1, трансформатор содержит проводник 1, выполненный из 2N неразрывных участков 1-1, 12, 1-3, 14.... 1-(й + 1), 1-(М + + 2)... 1-(2й — 1}, 1-2М (вторая циф,ра означает порядковый номер участка), объединенных в две многопроводные линии 2 и 3. В первой многопроводной линии 2 расположены нечетные участки 1-1, 1-3... 1-(2М-1), а во второйчетные участки 1-2, 1-4... 1-2И. В трансформатор введены два дополнительных проводника 4 и 5, каждый из которых выполнен из 2М участков, соответственно, 4-1, 4-2, 4-3, 4-4.... 4-М, 4- (М + 1),...... 4- (2М-1), 4-2М и 5-1, 5-2, 5-3, 5-4...5«М, 5-(И + 1), 5-(2М-1), 5-2М. Середина проводника, т. е. начало участка 1-(И + 1) может. быть соединена с общей шиной 6. Начало:.20 проводника 4 и конец проводника 5, начало проводника 5 и конец проводника

4 образуют, соответственно, первую пару входов 7 и 8, симметричных относительно общей шины 6. Концы участков 25

4-М и 5-M образуют один из входов 9 другой пари входов, а концы участков проводника 1 симметричных относительно середины образуют вторзй вход 10 другой пары входов.

На фиг. 2,. 3 и 4 показано, что некоторые участки проводников могут быть образованы объединенными внешнимн проводниками коаксиальных линий, внутренние проводники. которых служат участками проводников, Рассмотрим работу устройства, начиная с простейшего варианта его выполнения. согласно фиг. 2. При подключении генератора с симметриччым выходом к зажимам 10 колебания посту- 40 пают в две идентичные соединенные последовательно линии. Одна из них образована проводником 1-1 и объединенными внешними проводниками 1-3, точнее их наружной поверхностью, а дру- 45 гая — проводником 1-4 и наружной поверхностью внешних проводников коаксиальных линий (1-2). Поскольку линии имеют равные длины и одинаковые волновые сопротивления, то на их выходы 5() поступают равные по амплитуде колебания Упомянутие линии соединены на своих выходах параллельно и в результат на зажимах 11 и 12 возникает йапфяжение, равное напряжению в каждой линии, т. е имеющее половинную амплитуду (V/2) по отношению к напряжению Ч на зажимах 10. Это напряжение затем снова делится на два равных и одинаковых напряжения (по V/4), поступающие одно в линии с проводника- 40 ми 4-1 и 5-1, а другое - в аналогичные линии с проводниками 4-2 и 5-2.

При этом зажимы 9 оказываются эквипотенциальными и их считают короткозамкнутыми. Пройдя по упомянутым ли- Ц ниям, напряжения поступают на их выходы, которые несимметрично относитель но общей шины 6. Здесь напряжения попарно суммируются, давая два симметричных напряжения амплитуды V/2 на парах зажимов 7 и 8 с отмеченными на фиг. 2 полярностями.

Рассматривая аналогичным образом

1 процесс распространения колебаний от источника, подключенного к зажимам 9, получим, что на зажимах 10 напряжение отсутствует, а на зажимах 7 и 8 будут напряжения различающиеся по фазе на

180 в сравнении с представленными на фиг. 2.

Рассмотрим теперь работу устройства по фиг. 3.

При подаче на зажим 10 симметричного напряжения Ч, равные волны этого напряжения распространяются по двум идентичным двухпроводным линиям: одной, образованный наружными поверхностями внешних проводников 1-1 и

1-3, а другой — 1-2 и 1-4. Дойдя до других концов этих линий эти напряжения дают в сумме напряжение 2, которое делится поровну (no Ч) между линиями с внутренними проводниками 4-1

5-1, 4-2 и 5-2. При этом зажимы 9 оказываются эквипотенциальными, напряжение между ними равно нулю и их можно считать короткозамкнутыми. Поступив в вышеупомянутые линии равного волногового сопротивления, колебания доходят до их выходов, где они попарно суммируются и выделяются на нагрузках, подключенных к зажимам 7 и 8. Для того, чтобы процесс распро,странения колебаний от генератора к . нагрузкам происходил без отражений, волновое сопротивление линий, отходящих от генератора, будет вдвое меньше волнового сопротивления каждой; коаксиальной линии и вчетверо меньше каждого из нагрузочных резисторов, подключаемых к зажимам 7 и 8.

Аналогичным образом можно рассмотрвтв процесс распространения колебаний от генератора, подключенного к зажимам 9. При этом напряжение на зажимах 10 равно нули, а в нагрузках на зажимах 7 и 8 выделяются напряжения, различающиеся по фазе на 180 s сравнении с полярностями, приведенными на фиг. 3 в случае генератора на зажимах 10.

В устройстве по Аиг. 4 процесс. распространения колебаний аналогичен . рассмотренному применительно к Фиг, 3 с той разницей, что коэффициент трансформации от зажимов 10 к зажимам 7 и

8 равенн/2 . При этом для обеспечения полного согласования осуществим вариант, при котором волновое сопротивление какдой двухпроводной линии иэ проводников 1-1 и 1-5, 1-2 и 1 -б рав . ноЯ/3, где R — входное сопротивление. на зажимах 10.

815772

Волновое сопротивление линий из проводников 1-3 и 1-5, 1-4 и 1-2 составляет Зй/2, волновые сопротивления всех коаксиальных линий равны

4R/9, а сопротивление каждой из нагрузок íà зажимах 7 и 8 равно 8R/9.

В общем случае устройства нэ Фиг. 1 проводники 1-.k 1-3.... 1- (2й-1) одной многопроводной линии 2 и проводники 1-2, 1-4..... 1-2М другой многопроводйой линии 3 о разуют трансФорматорную часть устройства, а про,водники 4 к 5 — диФференциальную ,часть устройства, ту же, что и коак сиальныв линии на фиг. 2-.4.

В результате получаем широкополос ный диФференциальный трансформатор с двумя парами симметричных входов. и с произвольным коэФФициентом трансФормации.

Формула изобретения широкополосный трансФорматор, содержащий проводник, выполненный из

2й послеледовательно соединенных участков, объединенных в две многопроводные линии, в гервой из которых расположены нечетные участки проводника, а во второй — четные его участки, отличающийся тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей При сохранении расширенной рабочей полосы частот, введены два дополнительных проводника, каждый из которых выполнен из 2н последовательно соединенных участков,. причем в первой многопроводной линии расположены .нечетные участки дополнительных проводников, а во второй— четные их участки, при этом начала дополнительных проводников размещены со стороны середины основного проводника, где и и M . — целые. числа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Авторское свидетельство СССР

9 649050, кл. Н 01 F 19/04, 1978.

815772 . 1-1 1-3 4-1 Х-1

Фиа Г

-g и авдей

Состаинтель И. Вабенко

ТВЯРед ИеТабакоэнч K09poKToP A. РРиценко ! релаккор Г. Волкова

Филиал ППП "Патент", г. уагород, ул. Проектная, 4

Заказ 1045/81 Тирам 784 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo деларв изобретений"н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/5