Широкополосный трансформатор

Р торныеия",тво СССР19,75. АИСФОРИА- вод, двух- начало пер орого прос земпей,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЙОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬГПФ(54)(57) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ТРТОР, содержащий магнитопропроводную линию передачи,вого проводника и конец втводника которой соединены а два других окончания проводниковявляются входом и выходом трансформа.тора, и заземленный металлический экран, охватывающий магнитопровод идвухпроводную линию передачи, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазоначастот при одновременном сокращениипоперечных габаритных размеров, экран расположен вдоль линии передачи,по длине экрана выполнены поперечныещели, длина щели и расстояние междудвумя соседними щелями меньше половины кратчайшей длины волны синфазного типа колебаний.Изобретение предназначено для использования в радиотехнических устройствах ВЧ и СВЧ диапазонов, в частности в устройствах, осуществляющихреверс фазы, 5Известны широкополосные трансформаторы для реверса фазы, работающиев метровом и дециметровом диапазоне,выполненные на основе обмотки издвух скрученных проводов, намотанной 10на кольцевой ферритовый сердечник 1,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является широкополосный 15трансформатор, содержащий магнитопровод с расположенной на нем коак-сиапьной линией, внешний и внутренний проводники которой на противоположных сторонах соединены с зазем" 20ленным экраном, а два других концаобразуют вход и выход трансформатора, причем между центром внешнегопроводника и экраном установлен резистор. В результате такого конструктивцого выполнения в трансформаторе устраняется полуволновый резонанс по сицфазной волне 2 .Существенным недостатком прототипа является то, что другие резонансы З 0сицфазцой волны в данной конструкциине устраняются, следовательно, широкснолосцость устройства ограничена.Кроме того, необходимо, чтобы экранбыл расположен на значительном расстоянии от линии передачи. При этомволновое сопротивление синфазнойволны весьма высокое, но, с другойсторойы, появляются условия для возбуждения волноводных типов колебаний.40Целью изобретения является расши" рецие рабочего диапазона частот при одновременном сокращении габаритных размеров.45Цель достигается тем, что в транс" форматоре, содержащем магнитопровод, двухпроводную линию передачи, начало первого проводника и конец второго проводника которой соединены с за" 50 земленным экраном, а два других окончания проводников являются входом и выходом трансформатора, и эаземпецный металлический экран, последний расположен вдоль линии передачи, по 55 длине экрана выполнены поперечные щели, а длина щели и расстояние между двумя соседними щелями меньше половины длины кратчайшей волны синфазного типа колебаний,В такой конструкции значительновозрастает фазовая скорость синфазного типа колебаний. В результатечего резонансы по синфазному типуколебаний сдвигаются в область оченьвысоких частот, а поперечные габаритные размерыэкрана могут быть существенно уменьшены.На чертеже схематически приведенаконструкция устройства (диэлектрикдвухпроводной линии не показан).Широкополосный трансформатор содержит заземленный металлический экран 1, внутри которого расположенадвухпроводная линия 2 передачи, охва-ченная магнитопроводом 3; Начало 4первого проводника 5 и конец 6 второго проводника 7 линии 2 передачисоединены с экраном 1, а два другихокончания проводников 8 и 9 являютсявходом и выходом трансформатора, Экран 1 представляет собой прямоугольную трубу с поперечными щелями 10,которые расположены вдоль двухпроводной линии 2 передачи.Число щелей иих ширина могут варьироваться по дли"не экрана, а длина щелей и расстояние вдоль экрана между двумя соседними щелями должно бьггь меньше по-ловины длины волны синфазного тинаколебаний.В трансформаторе сигнал со входапередается на выход с реверсом фазы.Широкая полоса частот в трансформаторе достигается за счет того, чтона низких частотах он работает какобычный трансформатор, имеющий магнитопровод 3 и две обмотки (проводники5 и 7). Когда рабочая частота передаваемого сигнала возрастает, тотрансформатор начинает работать какдлинная линия, а магнитная проницаемость магнитопровода 3 резко падает.1В этой области частот, кроме основного противофазного типа колебаний,который распространяется между проводниками 5 и 7 линии 2 передачи, втрансформаторе существует паразитный - сицфазный тип колебаний, который распространяется между экраноми линией передачи. В отличие от прототипа экран 1 в предлагаемом устройстве расположен вдоль линии 2 передачи, поэтому для синфазной волныобразуется своя линия передачи такойже длины, как и длина линии 2, однимЧс/Чв Составитель В.МясниковаРедактор М.Недолуженко Техред З.Палий Корректор Е.Рошко Заказ 1179/38 Тираж 679 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4 3 11 проводником которой является экран, а другим - возбужденные синфазно проводники 5 и 7 линии 2. Можно показать, что полоса рабочих частот трансформатора будет тем шире, чем больше отношение где Ч - фазовая скорость синфазногоСтипа колебаний,Ч - фазовая скорость противофазиного типа колебаний.Можно уменьшать Чп за счет увеличения диэлектрической проницаемостидиэлектрика двухпроводной линии,однако при больших Е, во-первых,ухудшается конструктивная реализуемость двухпроводной линии, во-вторых,возрастает электрическая длина двухпроводной линии для рабочего противофазного типа колебаний, что неблагоприятно сказывается при соединениитрансформаторов и, в-третьих, суменьшением Чд уменьшается Ч , таккак синфазный тип колебания частично распространяется и в диэлектрикелинии 2. Поэтому целесообразно увеличивать Ч , не изменяя Ч . Выполненные в экране поперечные. щели 10расположены в местах преимущественного сосредоточения токов синфазноготипа колебания и эквивалентны подействию включенным в разрыв проводника двухпроводной линии синфазноготипа колебания (экран 1) емкостям.Значит, для синфазного типа колебания такая линия передачи являетсяфильтром верхних частот, в котороместь дисперсия фазовой скорости Чсв отличие от обычных конструкцийтрансформатора. В предлагаемом устройстве Ч может быть весьма высокой, следовательно, такой трансформа 45378 4тор обладает повышенной широкодолосностью. Физически это обусловленотем, что резонансы синфазного типаколебаний сдвигаются в область оченьвысоких (нерабочих) частот. Чтобытоки синфазного типа колебания невозбуждали в трансформаторе резонансных колебаний, необходимо выполнитьдлину щели и расстояние вдоль экрана 1 О между соседними щелями меньше половины длины волны синфазного типа колебаний, Наличие экрана, охватывающего элементы трансформатора, является необходимостью в любой конструкции трансформатора, В известныхконструкциях для увеличения Чс экрандолжен быть расположен на значительном расстоянии от длины передачи,вместе с тем на высоких частотахбольшие поперечные габариты экранаспособствуют возникновению волноводных типов колебаний, что ухудшаеткоэффициент полезного трансформаторра. В предлагаемом устройстве экран д 5 может иметь малые поперечные размеры, что исключает возбуждение волноводных типов колебаний и в то жевремя резонансы синфазного типа колебаний сдвигаются в область оченьвысоких частот.Использование предложенного трансформатора позволяет устранить необходимость разработки ряда узкополосных трансформаторов, имеющих диапазоны работы, близкие к диапазону предложенного трансформатора и сократитьпоперечные размеры устройств,что создает экономию.Предлагаемое устройство позволяет повысить в 3-5 раз диапазон частот устройств, использующих двухпроводную линию передачи и магнитопровод.