Строительный блокнот  Теория однородной линии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177

стоянии 0,382 Яо от нагрузки, а li соответственно уменьшить на длину ступеньки.

Принимая за центр диапазона >ioa=0,9, находим длину ступеньки /=0,25Яо/0,9=0,278Хо и окончательную длину соединительной линии /1=0,104 Хо.

Требуемое изменение фазы соответствует расположению нуля в точке Zi=-1,83. Аппроксимирующий полином, описывающий 7*11 ехр (-inO), имеет вид

Л (2) = Л (2+1,83).

Оптимальное значение А, полученное численным подбором, равно -0,196, откуда

Pi(z)= -0,359 - 0,1962.

Используя выражение (3.10а), численно определяем ро и р реализующие приведенные значения коэффициентов Р]{г): Ро =-0,333; pi =-0,182.

Рассчитанная величина Дфз! имеет характер, близкий к линейному, и составляет ±3° на краях рабочего диапазона.

На рис. 4.9,6, 4.10 и 4.12 показаны штрихпунктирной линией фаза фи (см. рис. 4.9,6) и модуль коэффициента отражения (см. рис. 4.10) согласующего перехода, а также результирующий КБВ линии (рис. 4.12). Для наглядности фп уменьшена на величину Дф21, которая должна была быть добавлена к фазе коэффициента отражения от нагрузки из-за многократного переотражения волны ступеньками перехода. Сплошной линией на рис. 4.12 показан КБВ, получающийся при непосредственном соединении вибратора с линией, имеющей волновое сопротивление 450 Ом.

Волновые сопротивления отрезков линии, реализующие указанные значения р, (см. рис. 4.1): Г, = 450 Ом; 12 = 650 Ом; 1Г = = 1300 Ом. При параллельном





соединении дв>х вибраторов, предусмотренном схемой питания антенны, волновое сопротивление общих участков фидера должно быть вдвое меньшим. В частности, общей для двух вибраторов может быть ступенька с волновым сопротивлением W и требуемое значение W составляет 650 Ом.

Для получения более высокого согласования необходимо обеспечить более резкое изменение модуля Su при тех л<е значениях фазы. Требуемый характер изменения Sn получается при размещении нулей, показанном на рис. 4.7,а. (Простое смещение нуля в направлении z = -1 хотя и приводит к более резкому изменению модуля, но получающееся при этом частотное изменение фазы оказывается более быстрым, чем требуется.) Двухступенчатый переход обладает необходимой АЧХ, однако для его реализации требуются слишком большие значения волновых сопротивлений. Чтобы избежать этого, еще один нуль следует расположить в правой полуплоскости. Соответствующее расположение нулей, уточненное в результате численной оптимизации, показано на рис. 4.13. Аппроксимирующий полином описывается выражением

Рз(2) =-0,225(2+ 1,5) (2 + 0,67) (2-1,25) = = 0,281+0,3842-0,206220,22523.

Реализующие указанные значения коэффициентов полинома величины Pj следующие:

Ро= 0,246, pi= 0,342, р2=-0,175; Рз = -0,197.

При этом волновые сопротивления ступенек (нумерация в соответствии с рис. 4 1 идет в направлении от нагрузки) равны:

11=450 Ом; W2=671 Ом; 13= 955,5 Ом; 14= 468 Ом; Г = 283,5 Ом.

При параллельном соединении соседних вибраторов 1з= =478 Ом, 14 = 234 Ом, И7=142 Ом.

Рассчитанная величина Дф21 составляет ±8° на краях рабочего диапазона и имеет близкий к линейному характер изменения с частотой. В данном случае аппроксимация оказывается более точной, если за центр рабочего диапазона принять несколько иное значение %, а именно ЯоД = 0,93. При этом длина ступеньки 1 = = 0,25 Хо/0,93 = 0,269 Х .

Как и в предыдущем случае, введение нуля в левой полуплоскости вне единичной окружности должно сопровождаться уменьшением длины соединительной линии на длину ступеньки. Соответствующее значение /1 = 0,113 Я,о.

Фаза коэффициента отражения перехода, пересчитанная к сечению, расположенному на расстоянии 0,382 Яо от нагрузки, и уменьшенная на величину Афгь показана на рис. 4.9,6 штриховой линией. Модуль S и результирующая величина КБВ показаны иа рис. 4.10 и 4.12 штриховой линией.

Можно построить согласующий переход и с убывающими волновыми сопротивлениями ступенек. Исходным для такого построения является сечение, расположенное нарасстоянии 0,653 h>



от нагрузки. Как видно из рис. 4.9,в, коэффициент отражения от нагрузки, отнесенный к этому сечению, в центре диапазона является действительной отрицательной величиной, и для его компенсации необходимы положительные значения коэффициентов отражения ступенек. Это соответствует убыванию волновых сопротивлений в направлении от нагрузки и положительному значению А в выражении (4.9).

Как видно из рис. 4.9,в, фаза коэффициента отражения во всем рассматриваемом диапазоне мало отличается от -180° (отличие не превышает 32°). Ввиду этого заметное улучшение согласования может быть достигнуто введением простого скачка волнового сопротивления в этом сечении. Оптимальное значение коэффициента отражения ро составляет 0,2 (рис. 4.14), что соответствует соединению линий с 11 = 450 Ом и 7=300 Ом.

500м -W--JS0OM

v.

01 0 8 0,3 1,0 1,1 1,1 Xj\ Рис. 4.14

: 1\

---П

-WmoM

Результирующий КБВ тракта для этого случая показан на рис. 4.15 штрихпунктирной линией. Сплошной линией показан КБВ вибратора, непосредственно соединенного с линией, имеющей волновое сопротивление 450 Ом.

Лучшее согласование в рассматриваемом случае достигается при использовании нескольких ступенек. Характерные особенности коэффициента отражения от нагрузки, которые необходимо учитывать при выборе исходного расположения нулей, следующие (см. рис. 4.9,в и рис. 4.14к фаза коэффициента отражения имеет преимущественно убывающий характер, однако в центре рабочего диапазона фаза имеет возрастающий характер;

модуль коэффициента отражения имеет минимум в центре рабочего диапазона, причем в достаточно широкой области (от


Piic4.ie



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177