А.3 Согласование нагрузок методом четвертьволнового трансформатора

Трансформатором называется каскадно-включенный отрезок линии с измененным характеристическим сопротивлением Z_Т по сравнению с характеристическим сопротивлением основной линии Z_с. Схема согласования приведена на рисунке А.6.

Рисунок А.6 – Согласование нагрузки методом четвертьволнового трансформатора

Согласование нагрузки с линией c характеристическим сопротивлением Z_с производится в два этапа.

На первом этапе выбирается такое расстояние l₁ ( рисунок А.7), чтобы в точках а и a΄ сопротивление линии было чисто активным. При этом возможны два варианта. В первом случае точки а и a΄ находятся в пучности напряжения (см. рисунок А.7). Тогда .

Во втором случае точки а и a΄ находятся в узле напряжения и .

Рисунок А.7 – Траектория рабочей точки на круговой диаграмме при согласовании трансформатором

На втором этапе выбирается значение Z_T. Так как длина трансформатора равна , то сопротивления на входе и выходе связаны между собой формулой трансформации , но должно равняться Z_c, чтобы линия правее точек δδ΄ была согласована. Итак, в случае расположения aa΄ в пучности:

,

откуда

. (А.4)

Это характеристическое сопротивление повышающего трансформатора.

В случае если aa΄ находятся в точке минимума напряжения, то:

откуда

. (А.5)

Это сопротивление понижающего трансформатора.

На рисунке А.7 стрелками показано перемещение рабочей точки при движении от до точек aa΄.

Другой способ согласования предполагает определение l₁ и Z_T без использования круговой диаграммы полных сопротивлений, путем расчетов.

При заданном значении последовательно определяем:

.

Значение n выбирается так, чтобы .

, .

Сопротивление трансформатора (повышающий трансформатор) или (понижающий трансформатор).

Метод трансформатора используется обычно при согласовании нагрузок в коаксиальных линиях. Повышающий трансформатор реализуется путем уменьшения диаметра внутреннего проводника (с помощью проточки). Понижающий трансформатор реализуется путем увеличения (по сравнению с линией питания) диаметра внутреннего проводника с помощью втулки.