АВТОТРАНСФОРМАТОР СОПРОТИВЛЕНИЙ НА КАНОНИЧЕСКИХ НЕРЕГУЛЯРНЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ

April 25, 2012 by admin Комментировать »

Ануфриев А. Н. Салий И. Н. Центральный НИИ измерительной аппаратуры Московская, 66, Саратов – 410002, Россия, тел.: +7(8452)740370; e-mail: alexmym@yandex.ru; Саратовский государственный университет Астраханская 83, Саратов – 410071, Россия

Аннотация – Рассмотрен автотрансформатор сопротивлений на основе канонических нерегулярных линий передачи. Показаны его преимущества перед автотрансформатором на регулярных линиях передачи (РЛП) по параметру: габаритные размеры/широкополосность.

I.  Введение

Одноступенчатым автотрансформатором сопротивлений (АТ) называют устройство, два полюса эквивалентного четырехполюсника 1 которого замкнуты (рис.1). Такое включение называется нерегулярным [1]. Достоинством АТ по сравнению со ступенчатыми переходами является возможность получения широкополосного согласования при одновременном сохранении габаритных размеров устройства [1-4]. Известно также, что аналогичный эффект достигается при использовании нерегулярных линий передачи взамен регулярных [5].

Целью работы является разработка математической модели автотрансформатора сопротивлений на нерегулярных линиях передачи и исследование свойств таких АТ.

II.  Основная часть

Uxх, U2 =U1+U2, I! =/;+/,, /2 =/2– Данные соотношения верны, если j =ixv\ /02 = /2 .[8] Выражения (1) позволяют найти матрицу АТ 7 [8]:

Среди множества нерегулярных линий передачи особый интерес представляют линии, названные каноническими [6,7]. Они обладают двумя важными свойствами: для отрезка канонической нерегулярной линии передачи (КНЛП) найдены точные решения дифференциальных уравнений теории нерегулярных линий передач (НЛП); широко известные НЛП (экспоненциальная, параболическая, гиперболическая и многие др.) являются частными случаями КНЛП. Поскольку именно такие линии предполагается использовать для разработки АТ, напомним основные соотношения теории КНЛП

III.  Заключение

В работе был исследован АТ на КНЛП. Показаны его преимущества перед АТ на регулярных линиях передачи по параметру: габаритные размеры / широ- кополосность, что делает перспективным применение КНЛП в качестве базового элемента для проектирования устройств на нерегулярно включенных линиях передачи и в частности АТ.

IV. Список литературы

[1]  ЗеляхЭ. В. Схема замещения обратимого 4×1- полюсника//Радиотехника и электроника. – 1974. – Т. 19, № 3. – С. 560 – 566.

[2]  ЗеляхЭ. В. Схемы замещения и матрицы дважды симметричного 2х2-полюсника при различных схемах его вкпючения//Радиотехника и электроника. – 1980. – Т. 25, №2.-С. 44-351.

[3]  ЗеляхЭ. В. Схемы замещения обратимого 4×1- полюсника, симметричного относительно горизонтальной или вертикальной оси//Радиотехника и электроника. -1981.-Т. 20, № 8.

[4]  Бачанина Е. П., Брилов В. С., Явич А. П. Автотрансформатор на однородной линии передачи из неодинаковых проводов//Электросвязь. – 1984. – № 12. – С.52, 53.

[5]  Ануфриев А. Н., Салий И. Н. Синтез компактных трансформаторов сопротивлений на основе шлейфов с плавно изменяющейся функцией волнового сопротивле- ния//Сборник трудов 12-й Международной конференции “СВЧ-техника и телекомуникационные технологии”, Севастополь, 9-13 сентябрь, 2002.

[6]  Салий И. Н. Канонические нерегулярные линии передачи и их эквивалентные представления //Лекции по электронике СВЧ и радиофизике: 8-я зимняя шк,- семинар инженеров. Книга 4 – Саратов: Изд-во СГУ, 1989. – С.73-80.

[7]  Салий И. Н. Обобщенная нерегулярная линия передачи и разработка на ее основе новых функциональных элементов и узлов твердотельной электроники // Моделирование и проектирование приборов и систем микро- и наноэлектроники: Межвуз. сб.- М.: Изд-во МГИЭТ (ТУ).

IMPEDANCE AUTOTRANSFORMERS BASED ON CANONICAL NONUNIFORM TRANSMISSION LINES

Anufriev A. N., Saliy I. N.

Central Scientific Research Institute of Measuring Equipments Saratov State University, Saratov, Russia Phone: (8452) 294370;

E-mail: alexmym@yandex.ru

Abstract – Impedance autotransformers based on canonical nonuniform transmission lines are considered. Their advantages over autotransformers based on uniform transmission lines (UTL) in overall dimensions / broadbandness are shown.

I. Introduction

The one-stage autotransformer (AT) is a device on which equivalent quadripole two terminals are short-circuited (see Fig. 1). Advantage of AT in comparison with stepped taper is possibility to get broadband matching at simultaneous preservation of overall dimensions [1-4]. It is known also that similar result is achieved by using nonuniform lines instead of uniform ones [5].

The purpose of that work is building of mathematical model of impedance autotransformers based on nonuniform transmission lines and investigation its properties.

II. Main part

Among the great number of nonuniform transmission lines the lines called canonical are in a particular interest [6, 7]. They have two important properties: for the stub of the canonical nonuniform transmission line (CNTL) have been found exact solution of differential equations of the theory of nonuniform transmission lines (NTL); well known NTL (exponential, parabolic, hyperbolic and other) are the special case of CNTL. Below we remind the base functions of the CNTL theory.

The wave impedance function (WIF) of CNTL is the function of three parameters; it determines both by the value of wave impedance in begin of the section and the ratio of R-function and derivative between the ends of the section. With changing R and R WIF takes a different forms, which are known or not. It is important that transition between that types of nonuniform TL goes continuously with changing of parameters R and R.

Exact decision of differential equations in a form of analytical ratio for matrix parameters of equivalent quadripole of CNTL stub was found for this function.

Efficiency of using CNTL stub as a structural element of AT has been shown by the example of designing of single-stage AT for matching transmission line with resistance drop equal 2, 4, 6. AT based on uniform lines were prototype for AT based on CNTL.

Results of parametric optimization are shown in table. One can see that in the same length match strip for AT based on CNTL in 1.5-2 times more than for AT based on uniform transmission lines. Another advantage of CNTL using is possibility to eliminate wave impedance steps between matched elements and AT.

III. Conclusion

In this work AT based on CNTL was investigated. Its advantages over autotransformers based on uniform transmission lines (UTL) in overall dimensions/broadbandness were shown. And it makes perspective application of CNTL as a base element for design of devices based on nonuniform transmission lines and in particular AT.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты