Симметрирующий полосовой трансформатор

 

Изобретение относится к радиотехнике , в частности к широкополосным устройствам согласования симметричных нагрузок с несимметричными источниками сигнала и наоборот. Цель изобретения состоит в повышении надежности и технологичности изготовления трансформатора. Устройство содержит диэлектрическую плату с металлизированными покрытиями, которые являются общими шинами трансформатора . На диэлектрической плате размещены два отрезка кабеля,полосковый проводник, отрезки полосковой линии, конденсаторы,отрезки несимметричной полосковой линии,металлические ленты прямоугольной формы, рассеченные на лепестки.Все элементы соединены электрически между собой так, чтобы обеспечить наименьшую длину отрезков кабеля при определенной полосе пропускания частот. 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (II) (50 4 Н 01 F 19/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1146735 (21) 3976729/24-07 (22) 19. 11.85 (46) 07. 01 . 88. Бюл. II 1 (72) В.М.Макогон (53) 621.314.228(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1146735, кл. Н 01 F 19/06, 1985. (54) СИММЕТРИРУЮЩИИ ПОЛОСОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к широкополосным устройствам согласования симметричных нагрузок с несимметричными источниками сигнала и наоборот. Цель изобретения состоит в повышении надежности и технологичности изготовления трансформатора. Устройство содержит диэлектрическую плату с металлизированными покрытиями, которые являются общими шинами трансформатора. На диэлектрической плате размещены два отрезка кабеля, полосковый проводник, отрезки полосковой линии, конденсаторы, отрезки несимметричной полосковой линии, металлические ленты прямоугольной формы, рассеченные на лепестки.Все элементы соединены электрически между собой так, чтобы обеспечить наименьшую длину от; резков кабеля при определенной полосе пропускания частот. 5 ил.

1365147

Изобретение относится к радиотех-1 нике, в частности к широкополосным устройствам согласования симметричных нагрузок с несимметричными источниками сигнала и наоборот, и является усовершенствованием устройства по авт.св. У 1146735.

Цель изобретения — повьппение надежности и технологичности изготовления трансформатора.

На фиг. 1 приведена одна из возможных конструкций симметрирующего трансформатора;на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1;на фиг. 3 — электрическая схема ;на фиг. 4 — схема замещения; на фиг. 5 — экспериментальные характеристики.

Симметрирующий трансформатор содержит диэлектрическую плату 1 с двухсторонним металлизационным покрытием: металлизационное покрытие

2 — общая шина трансформатора на обратной стороне платы и металлизационное покрытие 3 — общая шина трансформатора на лицевой стороне диэлектрической платы, металлические скобы 4, эакорачивающие металлизационI ные покрытия 2 и 3, отрезок коаксиального полужесткого кабеля 5, подсоединенный с одного конца внутренним и внешним проводниками к несимметричному входу трансформатора: внутренним проводником 6 — к полосковому проводнику 7, внешним проводником — к металлиэационному покрытию

3 (соединение 8), с другого конца отрезок 5 коаксиального кабеля внешним проводником через контактную площадку 9 на диэлектрической плате и отрезок полосковой линии 10 присоединен к обкладке безвыводиого конденсатора 11, а внутренним проводником — через контактную площадку 12 и отрезок полосковой линии 13 — к обкладке беэвыводного конденсатора

14, второй отрезок полужесткого коаксиального кабеля 15,внешний проводник которого с одного конца присоединен к контактной площадке 12 (соединение 16), а с другого конца— внешним проводником к металлизационному покрытию 3 (соединение 17);безвыводные конденсаторы 18 и 19,присоединенные обкладками 20 и 21 к металлизационному покрытию 3, а обкладками 22 и 23 — к обкладкам 24 и 25 конденсаторов 11 и 14 и к отрезкам

26 и 27 несимметричной полосковой линии; симметричный выход трансформатора 28, металлические ленты 29 прямоугольной формы, рассеченные с одной стороны на лепестки 30 и присоединенные нерассеченными частями к металлизационному покрытию 3, соединение 31 одного иэ лепестков 30 к внешнему проводнику отрезка кабеля

5, соединение 32 одного иэ лепестков

30 к внешнему проводнику отрезка кабеля 15.

Величины продольных индуктивностей внешних проводников отрезков каселей 5 и 15 максимальны при отсутствии соединений лепестков 30 с внешними проводниками кабелей, они определяются длинами отрезков от мест соединения с контактной площадкой 9 до соединения 8 и от соединения 16 до соединения 17 соответственно. При соединений лепестков с внешними проводниками кабелей (фиг. 1) величины продольных индуктивностей уменьшаются,они определяются длинами участков внешних проводников кабелей от места соединения с контактной площадкой 9 до соединения 31 и зт соединения 16 до соединения 32 соответственно.

На схеме замещения симметрирующего трансформатора (фиг. 4), внутреннее сопротивление источника сигнала; Т вЂ” символический трансформатор, учитывающий следующее свойство отрезка кабеля 5 (фиг. 1): на вход кабеля подается от источника сигнал, несимметричный относительно общей шины, а сдвиг фаз между сигналами, снимаемыми на втором конце отрезка кабеля с внешнего и внутреннего проводников, составляет 180 ;

L1 и L2 — продольные индуктивности внешних проводников отрезков кабелей

5 и 15 соответственно„ 1.3 и 1.4 соответствуют индуктивностям введенных отрезков 13 и 10 несимметричной полосковой линии (фиг. 1); С1 и С2 соответствуют емкостям беэвыводных конденсаторов 11 и 14 (фиг. 1); СЗ и

С4 соответствуют емкостям безвыводных конденсаторов 19 и 18 (фиг. 1);

5 L6 соответствуют индуктивностям отрезков 27 и 26 несимметричной полосковой линии (фиг. 1),резистэры К вЂ” нагрузка трансформатора.

Суммарные индуктивности 1.

И

L + L) и 1. — 1, + L в совокупности с емкостями С1 и С2 соответст1365147 венно образуют фильтры верхних частот, емкости СЗ и С4 в совокупности с индуктивностями L5 и Ьб соответственно образуют фильтры нижних частот.

Параметры элементов фильтров верхних и нижних частот выбираются иэ условия обеспечения требуемых значений полосы пропускания и коэффици- 10 ента трансформации полосового симметрирующего трансформатора.

К несимметричному входу трансформатора (полосковой линии 7 и общей шине) подключают несимметричный от- 15 носительно общей шины источник сигнала, к выходному трансформатора

28 — симметричную нагрузку. При подаче сигнала на выходе отрезка коаксиального кабеля 5 в точках подклю- 20 чения его внутреннего проводника к контактной площадке 12 и внешнего проводника к контактной площадке

9 возникают противофазные относительно общей шины сигналы: один из 25 сигналов распространяется к симметричному выходу трансформатора 28 через последовательное соединение конденсатора 11 с суммарной индуктивностью, состоящей из продольной ин- 30 дуктивности внешнего проводника укороченного отрезка кабеля 5 и индуктивности отрезка 10 несимметричной полосковой линии (фильтр верхних частот) и соединение конденсатора 18 с отрезком 26 несимметричной полосковой линии (фильтр нижних частот), второй сигнал распространяется к симметричному выходу трансформатора 28 через последовательное соединение 40 конденсатора 14 с суммарной индуктивностью, состоящей из продольной индуктивности внешнего проводника укороченного отрезка кабеля 13 и индуктивности отрезка 13 несимметрич- дВ ной полосковой линии (фильтр верхних частот) и соединение конденсатора 19 с отрезком 27 несимметричной полосковой линии (фильтр нижних частот), на симметричный выход трансформатора

28 сигналы поступают со сдвигом фаз один относительно другого на 180 о

Согласование импедансов на выходе отрезка кабеля 5, т.е. в местах подсоединения его внешнего проводника к контактной площадке 9 и внутреннего проводника к контактной площадке 12, с сопротивлениями нагрузки в рабочей полосе частот осуществляется с помощью полосовых трансформаторов,образованных послеловательными соединениями упомянутых фильтров и нижних частот. Подключая к внешним проводникам отрезков кабеля 5 и 15 лепестки 30 и подбирая таким образам пеличины индуктивностей фильтров верхних частот, настраивают трансформатор на минимальное значение коэффициента стоячей волны по напряжению входа (К Б — входа) со стороны несимметричного входа в рабочей полосе частот.

Подключение. отрезков полосковых линий между внешним проводником первого отрезка коаксиального кабеля и между соединением внутреннего провод1 ника упомянутого отрезка с внешним проводником второго отрезка коаксиального кабеля и остальными частями схемы трансформатора позволяет сократить длину отрезков кабеля, сохранив неизменной нижнюю рабочую частоту полосы пропускания за счет добавления к индуктивностям внешних проводников укороченных отрезков коаксиального кабеля эквивалентных индуктивностей отрезков полосковой линии.

Уменьшение длины отрезков коаксиальных кабелей повышает надежность и технологичность изготовления трансформатора,так как при этом уменьшается напряжение в местах креплений кабелей к контактным площадкам на плате трансформатора и предотвращаются разрушения трансформатора при изменении окружающей температуры, более короткие отрезки коаксиального кабеля удобнее крепить на плате, легче обеспечить идентичность их размеров и формы.

Введение в конструкцию симметрирующего трансформатора укаэанных отрезков полосковых линий позволяет выполнить соединение одного из концов внешнего проводника каждого иэ отрезков кабеля с контактной площадкой на плате с помощью короткой гибкой металлической ленты, что способствует дальнейшему снижению напряжений в местах соединений кабелей с контактными площадками.

Сокращение длины отрезков коаксиального кабеля приводит также к уменьшению общих габаритов трансформатора,поскольку отрезку полосковой

1365147

У1 Ю t9 g 4

f7 линии можно придать любую требуемую форму,что позволяет реализовать более компактную конструкцию симметрирующего трансформатора.

Кроме того, стало возможным при ,сохранении длины отрезков коаксиальных кабелей увеличить эквивалентную индуктивность параллельных элементов 10 фильтров верхних частот за счет последовательного присоединения к индуктивностям внешних проводников отрезков кабеля эквивалентных индуктивностей отрезков полосковых линий и тем самым понизить нижнюю рабочую частоту полосы пропускания трансформатора.

На фиг. 5 представлены результаты

20 экспериментального опробования предлагаемого трансформатора в сравнении с известным: кривая 33 представляет собой зависимость от частоты КСВ вхо- 2 да известного симметрирующего трансформатора, а кривая 34 — такую. же зависимость предлагаемого трансформатора.

Длина отрезков коаксиального кабеля в предлагаемом трансформаторе в

2 раза меньше длины отрезков кабеля иввестного трансформатора. Из кривой

33 следует,что относительная ширина пропускания известного трансформатора, отсчитанная по уровню КСВ входа

1, 16, составляет 0,64. КСВ входа предлагаемого трансформатора в относительной полосе частот 0,64 состав- . ляет 1,21 (согласно кривой 34).

Как известно, при КСВ входа

1, 15 от входа трансформатора отражается 0,4677 мощности, при КСВ входа = 1,21 отражается от входа трансформатора 1Х подводимой мощности.

Таким образом, выполнение трансформатора предлагаемым образом позволяет существенно сократить длину отрезков коаксиального кабеля в сравнении с отрезками кабеля иэвестно-, го трансформатора, при этом при одинаковой полосе пропускания обоих трансформаторов отражения от входа трансформатора увеличиваются незначительно.

Симметрирующие трансформаторы,изготовленные предлагаемы образом, найдут применение в двухтактных широкополосных усилителях на транзисторах.

Фсрмулаиз обретения

Симметрирующий полосовой трансформатор по авт.св. У 1146735, отличающийся тем,что, с целью повышения надежности и технологичности изготовления, в трансформатор введены два одинаковых отрезка полосковой линии, первый иэ которых подключен между неэаэемленным концом внешнего проводника первого отрезка коаксиальнбго кабеля и остальной частью схемы трансформатора, а второй отрезок подключен между соединением внутреннего проводника первого отрезка кабеля с наружным проводником второго отрезка кабеля и остальной частью схемы.

1365147

1365147

2,7

2,1

2,0

1,9

1,Â

1,7

1,1

10 09 10 11 12

0 5 0,6 0,7 0,д о Отнасительная частой

I рие. а

Составитель В.Мясникова

Техред М.Ходаиич

Корректор М Демчик

Редактор Н.Егорова

Подписное

6643/45 Тираж 746

Заказ 66 нного комитета СССР

ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретени и и открытий

4 5

13035, Москва, Ж-, а

-35 Раушская наб., д. 4/

1 г. Ужгород, ул. Проектная, иг а иче ф еское предприятие, г.

Производственно-пол р