Ступенчатые и плавные переходы.
1. Для решения задачи широкополосного согласования активных сопротивлений применяют ступенчатые переходы (трансформаторы), представляющие собой каскадное соединение четвертьволновых трансформаторов с различными волновыми сопротивлениями.
Для улучшения характеристик ступенчатого перехода скачки волновых сопротивлений отдельных ступенек выполняются различными, в соответствии с определенными законами. Различают переходы Чебышевские и с максимально плоской характеристикой.
Порядок проектирования.
Исходные данные:
1) перепад волнового сопротивления: R= 
;
2) коэффициент перекрытия: 
3) допуск на рассогласования: 
.
Порядок проектирования:
1. Выбирается функция апроксимации рабочего затухания:
- Чебышевская
L=1+h2T2n( 
) ,
где q = 
;
- апроксимация Баттерворта
L=1+Q2n×cos2nq ,
где q = 
;
Q – добротность перехода по уровню 3 дБ;
S – максимальный множитель нормировки частотной характеристики.
2. По параметрам , и R определяется число ступеней перехода.
3. По табоицам находятся нормированные волновые сопротивления ступеней, по которым определяются поперечные геометрические размеры отрезков линиипередачи, выполняющих роль ступенек.
4. Для каждой ступеньки определяется lвi и длина ступеней li=lвi /4.
2.В плавном переходе сопротивление в линии изменяется непрерывно вдоль всей линии по определенному закону (экспоненциальный, Чебышевский, Баттерворта).
Рассмотрим проектирование.
1. В экспоненциальном плавном переходе волновое сопротивление изменяется вдоль линии по экспоненциальному закону.
Z(x)=Z(0)×eax , a = const .
Если в волноводе плавно изменяется боковая стенка (b), то закон её изменения следующий:
b(x)=b(0)×e{ln[b(l)/b(0)]}×x/l
Частотная характеристика такого перехода:
Например, коэффициент отражения 
<0,03 достигается только после пятого всплеска характеристики, при этом длина всего перехода l=2,5l-n .
2. Чебышевский плавный переход. Как и среди ступенчатых переходов, Чебышевский плавный переход имеет минимальную длину, которая определяется следующим выражением:
l0= 
arch 
,
где h= 
;
R= 
.
Практический способ проектирования основан на том, что предельный Чебышевский переход практически тождественен ступенчатому Чебышевскому переходу с большим числом ступенек (20¸30).
Сравним ступенчатые и плавные переходы.
1. По частотным характеристикам.
Для ступенчатого перехода частотные характеристики чередуются полосопропускания и заграждения.
Для плоского перехода полоса пропускания начинается с f-n и продолжается на всей оси частот.
Причем, чем меньше f-n, тем больше длина плавного перехода.
2. По длине перехода.
При одинаковом допуске на рассогласование, перепаде волнового сопротивления R и l-n, длина плавного перехода всегда больше, чем ступенчатого.
3. Электрическая прочность плавного перехода выше, чем у ступенчатого.
Замечание: если система осуществляет перекрытие по диапазону в несколько актав, то ступенчатый переход должен содержать от 15 до 20 ступенек. А это уже практически плавный переход.
Дата добавления: 2016-01-20; просмотров: 3078;