14.8. Практическое применение отрезков линий с малыми потерями

Теория  /  14.8. Практическое применение отрезков линий с малыми потерями

На практике в радиотехнических устройствах часто применяют отрезки линий без потерь (с малыми потерями) в качестве элементов цепи.

Колебательный контур. В технике сверхвысоких частот вместо колебательных контуров на сосредоточенных реактивных элемен­тах используют отрезки короткозамкнутых или разомкнутых линий с малыми потерями. Частотные характеристики входных сопротивлений таких отрезков   в области частот, прилегающих к резонансной, достаточно хорошо воспроиз­водят характеристики колебательных контуров. Значения добротностей отрезков линий достаточно велики и могут достигать, например, для короткозамкнутых четвертьволновых отрезков нескольких тысяч единиц. Это позволяет успешно использовать их для селекции колебаний очень высоких частот.

Металлический изолятор.  При  х = λ/4  входное  сопротивление  короткозамкнутого  отрезка  линии  обращается  в  бесконечность.   Это дает возможность использовать четверть­волновый короткозамкнутый отрезок в качестве изолятора, напри­мер для подвески двухпроводных воздушных фидерных линий (рис. 14.9).  

Отрезок линии выполняется в виде жестких металли­ческих прутьев или труб. Их нижние концы заземляются, в результате чего осуществляется короткое замыкание. Верхние концы присоединяются непосредственно к линии. Такие изоляторы по своим электрическим и конструктивным данным превосходят изоляторы из диэлектрика.

Линейный вольтметр. Непосредственное включение в цепь обычного измерительного прибора при очень высокой частоте нарушает режим работы цепи, так как вносит в нее добавочное реактивное и активное сопротивления. Измерительный прибор с малым входным сопротивлением, включенный через четвертьволновый отрезок линии, называют линейным вольтметром (рис.14.10).

Подключение измерительного прибора к отрезку линии практически создает короткое замыкание. Входное сопро­тивление линейного вольтметра оказывается очень большим, и он не оказывает заметного влияния на цепь, в которой измеряется напряжение. Измеряемое действующее значение напряжения свя­зано с действующим значением тока, протекающего через измери­тельный прибор, зависимостью

Полосовой фильтр. На сверхвысоких частотах, где потери в линии пренебрежимо малы, короткозамкнутые отрезки линии могут быть использованы для построения фильтров.

В качестве примера  показана схема полосового фильтра, построенного на двух короткозамкнутых отрезках линии (рис. 14.11). 

В продольное плечо схемы включен полуволновый отрезок, в поперечное плечо четвертьволновый. Первый отрезок имеет входное сопротивление, аналогичное входному сопротивлению последовательного колебательного контура. Второй, четверть­волновый, отрезок играет роль параллельного колебательного контура. Эквивалентная электрическая схема фильтра  приведена на рис.14.12.

Четвертьволновый трансформатор сопротивлений. На рис. 14.13. приведена схема такого трансформатора. При длине отрезка линии x=λ/4 уравнения передачи  принимают следующий вид:

Входное сопротивление четвертьволнового отрезка линии с пре­небрежимо  малыми потерями определяется выражением

Такой отрезок можно использовать в качестве согласую­щего трансформатора сопротивлений. Если линии, включаемые каскадно, имеют разные волновые сопротивления   

то у четвертьволнового согласующего трансформато­ра в качестве сопротивления нагрузки выступает волновое сопротивление   

Входное сопротивление согласующего транс­форматора должно быть равно 

Для выполнения это­го условия достаточно выбрать  трансформатора равным

 

Тогда

Комментариев нет:

Отправка комментария