Поскольку р<1, либо <pi либо ф2 является отрицательной величиной в зависимости от знаков Вир.

С учетом этих равенств матрицу передачи соединения, показанного на рис. 3.10, можно 3

е1(в/2+Ф.) ; о 11

;!(в/2-Ьф.) ; о

Рэк ; 1

; е-(в/2-ЬФ,) II

При расчете ступенчатого перехода определяют требуемые значения коэффициента отражения от ступеньки ртр и электрических длин подводящих отрезков бтр/г. Для найденного значения ртр определяют соответствующее ему значение реактивной проводимости В *. После этого находят значение р, несколько меньшее, чем ртр, реализующее эквивалентное значение рэ =ртр, н электрические длины ф1 н ф2, на которые следует изменить длины подводящих отрезков с тем. чтобы их эквивалентная длина равнялась требуемой-

в1/2 + ф1 = ехр/2: &212+щ = %р/2.

Обычно шунтирующая проводимость является емкостью (S>0). При чередовании ступенек с большими и малыми значениями волновых сопротивлений длина ступенек с большим волновым сопротивлением увеличивается, а с малым - уменьшается (при р>0 ф1>0, ф:<0, при р<0 ф1<0, ф2>0).

В случае емкостной реактивности частотный характер изменения ф1 и фа близок к характеру изменения 6 н переход сохраняет требуемые свойства в широком диапазоне длин волн

На рис. 3 11 условно показаны профили нескорректированного (сплошной линией) и скорректированного (штриховой линией) переходов

Другой разновидностью немонотонных переходов, представляющей практический интерес, являются переходы без промежуточных значений волновых сопротивлений. Такие переходы удобны при соединении стандартных линий, а также линий различной геометрической структуры, когда реализация промежуточных значений волнового сопротивления может вызвать затруднения.

Для случая f

ъной линии значения В приведены в [3. 4].

Наиболее простой случай такого перехода показан на рцс.ЭЛ21 и описан в [4]. В этом переходе, содержащем две ступеньки, не используются промежуточные значения волновых сопротивлений, и весь переход выполняют из отрезков соединяемых линий.

П Г JMF

Характеристика перехода описывается формулой (3.13) для п = 2, в которой необходимо принять po = -pi= (w-l)/(w + \):

Коэффициент отражения обращается в нуль при

9 = arc sin [Vw/(w + 1)] arctg lVw+ l/w+l~ ]. Длина ступеньки

/ = (Я,о/2я) arctg [у w+l/w+Г ], где Ко - средняя длина волны рабочего диапазона.

При малых значениях w это выражение стремится к А,о/12, а общая длина перехода - к Яо/6. При увеличении w длина перехода стремится к нулю.

Пусть Х=Хо+АХ. При АЯДо<1.

Г=±. arctg (:.-fl/:.-fir/ АХ У5Г (E,+ l/a;-f h

При малых значениях w(w-l) Tx[n/{2y3)][(w-l)/Vw]AX/Xo. При больших значениях w r [(a;-1)/)/йГ]АЯДо.

Сравнивая эти выражения с (3.2), описывающим четвертьволновый трансформатор, находим, что рабочая полоса описанного перехода на 15-20% уже, чем у четвертьволнового трансформатора, а его длина при реальных значениях w в 1,5-2 раза короче.

Более широкополосным является ступенчатый переход, показанный на рис. 3.13, содержащий четыре промежуточные ступеньки.

причем длина крайних ступенек меньше длины средних. Частотная характеристика такого перехода описывается выражением

[2 cos29i -cos2 (e-9i)]

- cos 2 (9i + 6

(3.40)

где p=(ay-l)/(ay + l); Qi = 2nh/K\ 92 = 2я/2Д - электрические длины ступенек; lu h - длины ступенек (см рис. 3 13).

Выражение (3 40) получено непосредственным перемножением матриц передачи отдельных ступенек. При надлежащем выборе k и /а частотная характеристика (3 40) практически совпадает с частотной характеристикой двухступенчатого чебышевского перехода. На рис. 3.14 показана величина r2i/?2i° для перехода со следующими параметрами: w = 2; 9i/92 = /i 2=0,35; L = 2/i-f2/2 =

= 0,346 Яср, где L - общая длина перехода; Яср = 2ЯтахЯтгп/(Лтах-1-+ %гпгп).

По оси абсцисс отложена величина 92/92ср, где 92ср = 2я/2Дср. Штриховой линией для сравнения показана частотная характеристика двухступенчатого чебышевского перехода, имеющего тот же допуск на рассогласование. Как видно из рисунка, рабочая полоса чебышевского перехода несколько шире.

Меняя длины ступенек, можно изменять ширину рабочей полосы и реализуемый в этой полосе допуск на рассогласование. Связь между шириной рабочей полосы и допуском на рассогласование приблизительно та же, что и в случае двухступенчатого чебышевского перехода. В табл. 3.7 приведены значения общей длины перехода 1Дср, величины i Г21/Г21°, характеризующей выигрыш в согласовании, получаемый за счет использования перехода, и коэффициента перекрытия диапазона и в зависимости от отношения hlh для нескольких значений w Там же для сравнения приведена величина и/хчеб,

где Хчеб - коэффициент перекрытия диапазона двухступенчатого чебышевского перехода, имеющего тот же допуск на рассогласование. Данные таблицы получены путем численного анализа выражения (3 40).

Как видно из таблицы, рабочая полоса описанного перехода на 5-15% уже полосы двухступенчатого чебышевского перехода, а длина - на 25-40% короче (длина двухступенчатого чебышевского перехода равна 0,5 Лср).

0,6 0,8 1,0 /,22/2ср Рис. 3.14