Трансформатор імпедансу

Реферат: UA 93881 U UA 93881 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до радіотехніки, зокрема до мікрохвильової техніки, конкретніше до двовходових пристроїв, які забезпечують в діапазоні надвисоких частот трансформацію комплексного опору навантаження в задане значення комплексного опору на вході, блокуючи при цьому можливість проходження постійного струму з входу на вихід. Найближчим за технічною суттю є трансформатор імпедансу, до складу якого входять діелектрична підкладка, на одній стороні якої розміщено металевий екран, а на іншій розташовано паралельно на близькій відстані два відрізки однакових мікросмужкових ліній з електромагнітним зв'язком між ними (відрізок зв'язаних мікросмужкових ліній). Кінець одного відрізка є входом трансформатора, а до другого кінця під'єднано додатковий опір, значення якого залежить від опору навантаження та вхідного опору. У другого відрізка з одного боку кінець вільний, а до другого кінця під'єднується опір навантаження. Довжина відрізків становить чверть довжини хвилі на робочій частоті. [Thomas Jensen, Vitaliy Zhurbenko, Viktor Krozer, Peter Meincke. Coupled transmission lines as impedance transformer. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 55, № 12, 2007, pp. 2957-2965]. Використання у структурі такого трансформатора несиметричних навантажень відрізків (додаткового опору у одного з них і відкритого кінця у іншого) ускладнює процес проектування у зв'язку з необхідністю забезпечувати сильний електромагнітний зв'язок між відрізками, що приводить до малої відстані між ними, яку важко технічно реалізувати. Крім того, в такій структурі не передбачена можливість компенсації впливу різниці фазових швидкостей нормальних мод зв'язаних ліній, що погіршує частотні характеристики пристрою. Також при трансформації активного опору навантаження додатковий опір повинен бути теж чисто активним, а це викликає загасання високочастотного сигналу. В основу корисної моделі поставлено задачу створити трансформатор імпедансу, у якого при збереженні функції блокування постійного струму нове конструктивне виконання за рахунок використання додаткових елементів дозволило б забезпечити трансформацію довільного опору навантаження при технічно допустимому зв'язку між лініями та скомпенсованому впливу різниці фазових швидкостей і чисто реактивній, тобто безвтратній структурі та простій конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що у трансформатора імпедансу, до складу якого входять діелектрична підкладка, на одній стороні якої розміщено металевий екран, а на іншій розташовано паралельно на близькій відстані два однакових, зв'язаних електромагнітним зв'язком відрізки мікросмужкових ліній, згідно з корисною моделлю, до двох діагонально протилежних кінців цих відрізків під'єднані додаткові розімкнені на кінці відрізки одиночної мікросмужкової лінії, між серединами відрізків зв'язаних ліній розміщено конденсатор, виводи якого під'єднано до відрізків, при цьому один з двох інших діагонально протилежних кінців зв'язаних ліній є входом трансформатора, а другий призначений для під'єднання опору навантаження. Два додаткових відрізки та конденсатор дозволяють забезпечити на робочій частоті трансформацію опору навантаження у задане значення вхідного опору при допустимій відстані між зв'язаними лініями, можливому вкороченню їх довжини, забезпеченню реактивності структури. На кресленні зображено трансформатор імпедансу, де 1 - діелектрична підкладка; 2 металевий екран; 3 - лінія на вході; 4 - відрізки зв'язаних мікросмужкових ліній передачі; 5, 8 додаткові відрізки одиночної мікросмужкової лінії передачі; 6 - лінія на виході, до якої під'єднується опір навантаження; 7 - конденсатор. Трансформатор імпедансу містить діелектричну підкладку 1, на одній стороні якої розміщено металевий екран 2, а на іншій - два відрізки зв'язаних мікросмужкових ліній 4, до середини яких під'єднано конденсатор 7, а до діагонально протилежних кінців під'єднано додаткові відрізки мікросмужкових ліній 5 та 8 з вільними кінцями, до інших кінців відрізків зв'язаних ліній 4 під'єднано вхідну 3 та вихідну 6 лінії. Пристрій працює наступним чином. Вхідний високочастотний сигнал подається на вхідну лінію 3, з якої поступає на перший відрізок зв'язаних мікросмужкових ліній 4, далі за рахунок електромагнітного зв'язку частина енергії переходить у другий відрізок зв'язаних ліній 4, а решта сигналу поширюється до додаткового відрізка 5. Сигнал у другому відрізку 4 розподіляється в напрямку під'єднаного до виходу 6 навантаження і в напрямку додаткового відрізка 8. Частина відбитого від опору навантаження сигналу рухається у зворотному напрямку до входу і компенсується сигналами, які відбиваються від кінців відрізків 5, 8. Досягти повної компенсації з врахуванням впливу різниці фазових швидкостей мод, тобто досягти узгодження на вході з заданим значенням вхідного опору при технологічно допустимих параметрах зв'язаних ліній 4 вдається за рахунок додаткового зв'язку між лініями, який забезпечується конденсатором 7. Таким чином, при вибраних параметрах та заданій довжині відрізка зв'язаних ліній, 1 UA 93881 U трансформація імпедансу залежить від значення хвильового опору та довжини додаткових відрізків і значення ємності конденсатора. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Трансформатор імпедансу, що містить діелектричну підкладку, на одній стороні якої розміщено металевий екран, а на іншій розташовано паралельно на відстані один від одного два однакових, зв'язаних електромагнітним зв'язком, відрізки мікросмужкових ліній, який відрізняється тим, що до двох діагонально протилежних кінців цих відрізків під'єднані розімкнені на кінці відрізки одиночної мікросмужкової лінії, а між серединами відрізків зв'язаних ліній розміщено під'єднаний до них конденсатор, виконаний з забезпеченням компенсації впливу різниці фазових швидкостей мод при збереженні функції блокування постійного струму. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2