Рисунок 8.6
Широкополосное согласование линии с нагрузкой.
При проектировании схем,
обеспечивающих широкополосное согласование: задаются ширина полосы согласования
f и величина Гдоп или Кбв доп. Согласующее
устройство должно обеспечить в полосеf следующее неравенство Г(f)
Гдоп или Кбв
Кбв доп. Если согласуемые
сопротивления активны и не зависят от частоты (например, сочленение двух линий
передачи с разными волновыми сопротивлениями) между ними включают нерегулярный
отрезок линии, называемый переходом. Различают плавные и ступенчатые переходы.
Ступенчатые переходы
образуются каскадным соединением отрезков линии с разными волновыми
сопротивлениями. Переходы бывают монотонные, когда размеры поперечного сечения отрезков
только увеличиваются (или уменьшаются) и немонотонные. В монотонных переходах
длины всех отрезков выбирают одинаковыми и равными l/
=0.25, а их волновые сопротивления должны возрастать(или
убывать) вдоль перехода. Простейшим переходом является /4 – трансформатор, но он
узкополосный. Для расширения полосы согласования f включают последовательно несколько /4 – трансформаторов.
Наибольшее распространение получили переходы с Чебышевской и максимальной полоской амплитудно-частотными характеристиками (АЧХ) (рисунок 8.7)
Рисунок 8.7
Переход с максимально
плоской АЧХ не имеет осцилляций коэффициента отражения Г0 в полосе f и его фазочастотная характеристика (ФЧХ) близка к линейной, но он по
габаритам длиннее Чебышевского перехода.
Чем шире полоса
согласования и больше разница между zB1
и zB2, тем больше /4 – трансформаторов надо включить в
согласующий переход.
Плавные переходы.
Если поперечные размеры линии изменяются не скачком, а плавно, получается плавный переход. Увеличение или уменьшение поперечных размеров линии приводит к соответствующему изменению волнового сопротивления линии, что устраняет резкие скачки волнового сопротивления при стыке соединяемых линий, что уменьшает отражения. Монотонные плавные переходв в отличие от ступенчатых обеспечивающих требуемое согласование
(
)
на частотах
ff1,
где f1 – граничная частота полосы согласования.
На практике стремятся при заданной величине Гдоп обеспечить по возможности минимальную длину перехода. Эта задача решается путем выбора функции изменения волнового сопротивления вдоль перехода. Одним наиболее простым и часто используемым является экспоненциальный переход, для которого волновое сопротивление zв вдоль длины перехода изменяется по экспоненциальному закону (рисунок 8.8).
Рисунок 8.8
В начале перехода z = 0 и zв(0)=zв1, а в конце z = l и zв(l) = zв2.
На практике применяют
плавные переходы и с иными законами изменения волнового сопротивления:
гиперболические, чебышевские и др. Плавный переход обеспечивает хорошее
согласование в значительно более широкой полосе частот, чем требуется, поэтому
он всегда длиннее, чем ступенчатый, при заданных величинах Гдоп, zв2/zв1, f.
Список литературы
1. Вольман В. И., Пименов Ю. В. Техническая электродинамика. – М.: Связь, 1971.
2. Фальковский О. И. Техническая электродинамика. – М.: Связь, 1978.
3. Пименов Ю. В., Вольман В. И., Муравцов А. Д. Техническая электродинамика. – М.: Радио и связь, 2002.
4. Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. – М.: Высшая школа, 1988.
5. Воскресенский Д.И., Степаненко В. И., Филиппов В. С. И др. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток: Учебное пособие для ВУЗов. – М.: Радиотехника, 2003.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.