Так как прямая подстановка параметров матрицы проводимостей в соотношении (8.19) приводит к нарушению условия (8.20), то необходимо определенное изменение процесса синтеза. Допустимо следующее разложение матрицы проводимостей короткого .замыкания:

IY{1)] =

3,319970 X,* -Ь 1, -0,508316X - 1,

-0,508316 Х-9,341647 Х-

8,068488 X -l-;i

5,569032 X(X2-t-0,578296)

0,596151

О, О О, 1

0,710789 Х* + 0.214095, -0,108828 X* -0,214095,

- 0,108828 Х*-Ь 0,214095 0,570832 X*-0,214095

l,192302X(X=-f 0,578296)

Синтезируя эти две матрицы, для нагрузок 50 Ом получаем конфигурацию внутреннего проводника, показанную на рис. 8.34 [линейные размеры указаны в миллиметрах, а волновые сопротивления, значения которых рассчитаны с использованием выражений (8.19) и (8.22), в омах].

Фильтр сконструирован на симметричных полосковых линиях. .Для расчета размеров проводников связанных линий использованы следующие расчетные формулы (16] (для i, j = \, 2; 1ф1):

ci = 2(cr4cl,Vc}i),

Ci = 2(C/44

-exp

8 л г,-

3 b

-E, In 2,

Cl,-> = 2e,.

-C<,>-C} -C<>

1 - th

bl2 =

c<>

1 -t- (Я S/b) r(0 wo I rfO

1 + th

C(/) + cJ)

1 - exp

(Ц7;Г/)

где Ui, W2, S, 6 -размеры, обозначенные на рис. 8.27, и -фазовая скорость, 8, - относительная диэлектрическая проницаемость,

- относительная магнитная проницаемость. Подставляя значения волновых сопротивлений, указанные на рис. 8.31, в приведенные уравнения, получим следующие размеры полосковых линий (обозначения соответствуют принятым на рис. 8.27 и 8.34): 11/6 = 0,320; 12/ = 0,205; 5/6= 0,066; Wsib = 2,260; Wjb = 1,440; b = 20,00 мм. На рис. 8.35 показаны измеренная (кружки) и расчетная (сплошная линия) характеристики.

J= А

=.? 8

300 00 Частота, МГц

500-

Рис. 8.34. Конфигурация элементов фильтра, выполненного на несимметричной связанной линии:

29.8:

2о2 = 30,1;

- (1)

156,3,

Рис. 8 35. Измеренная (кружки) и расчетная (сплошная линия) характеристики фильтра на несимметричной связанной линии

zn)=69.9; z(2)= 203,7; z(Jj>,=91.1 (все величины в омах)

Частичное расхождение между экспериментальной и расчетной характеристиками может быть вызвано прямым прохождением сигнала от входа к выходу. Другим фактором, оказывающим влияние на характеристики, является эффективное удлинение единичных элементов, обусловленное влиянием краевых емкостей. Величина приращения длины может быть вычислена по формуле: /= (u/(u)arctg(Zo(uC), где со -угловая частота, С - эквивалентная, сосредоточенная емкость на разомкнутом конце единичного элемента и Zo -его волновое сопротивление. На такую величину были скорректированы размеры линий разработанного фильтра.

8.8. ПОЛОСНОПРОПУСКАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ НА СВЯЗАННЫХ ТРЕХПРОВОДНЫХ ЛИНИЯХ

Матсумото и др. [17, 18] показали, что цепи на соразмерных многопроводных отрезках линии .можно представить эквивалентными схемами, содержащими реактивные элементы, единичные элементы и идеальные трансформаторы.

Многопроводные структуры находят широкое применение при проектировании фильтров, согласующих цепей и напразленных ответвителей. В этом разделе описаны результаты лабораторных испытаний, выполненных Хатори и др. [19]. Они касаются полосно-

19 ом

Л L, L; Z7 Lg L

L2 и Ц ill Цп

Рис. 8.36 Изготовленный и испытанный фильтр, образованный из двух полосовых звеньев типа К и согласующих звеньев

пропускающих фильтров типа К, выполненных на основе соразмерных, параллельно связанных и трехпроводных структур. Ис-.ходные данные для фильтра следующие:

=0=1

Рис. 8 37 Конфигурация элементов фильтра типа К, составленного из четырех звеньев на соразмерных отрезках трехпроводной линии: звездочками указаны элементы подстройки фильтра

1) опорная частота fо= = 663,5 МГц;

2) ниж,няя граничная частота = 663,5 МГц;

3) вер.хняя граничная частота /2 = 445,5 МГц;

4) средняя частота полосы пропускания / г = 393,0 МГц;

5) сопротивления -нагрузок - 50 Ом.

Фильтр образован двумя каскадно и согласованно включеннЫМи по-лоснопропускающими звеньями типа /С и согласующими звеньями, размещенными с обеих сторон. фильтра (рис. 8.36). Длины проводников (в миллиметрах) следующие: Li = Le = L7 = L12 = 104,5; U = 5 = = Lg = L = 98,5; U = 107,65; U = = 109,05; L9= 107,15; L,o= 113,0. Конструкция фильтра показана на рис. 8.37.

На рис. 8.38 к,ружками показана измеренная характеристика. Она получена после окончательной подстройки фильтра элементами, рас-положенньи.ми на разомкнутых и заткнутых концах линий (отмечены на рис. 8.37 эвездочказди). Сплошной линией на рис. 8.38 показана расчетная характеристика вносимого затухания (без учета влияния согласующих звеньев).

т SOL

- Частота, МГи,

Рис. 8 38. Характеристик фильтра: измеренная (мелкие кружки) и расчетная вносимого затухания без учета влияния согласующих звеньев (сплошная линия)

Спнсок литературы

1 Ikeno N. Design method of impedance transformer composed of coaxial lines.--sTech. Rept. Elec. Commun. Lab , 1952, v. 259, p 1-32 (на японском языке).

2. Ikeno N. Design theory of distributed constant networks - Tech. Rept. Elec. Commun. Lab. , 1955, v. 4, N. 3, p. 379-417 (на японском языке).

3. Ikeno N. Synthesis of distributed constant networks. - J. Inst Elec. Commun. Engr , Japan, 1959, v. 42, N 6, p. 585-591 (на японском языке).

4 Ozaki Н., Ishii J. Synthesis of a class of strip-line filters - IRE Trans. Circuit Theory , 1958, v. CT-5, N 2, p. 104-109.

5 Kumagai S., Azakami Т., Ishii J., Ozaki H. Design of coupled strip-line filter.- J., Inst. Elec, Commun. Engri., Japan, 1961, v. 44, N. 4, p 552-557 (на японском языке).

6 Kuroda К. Derivation methods of distributed constant filters from lumped constant filter. - Рарег presented at the Joint Meeting of the Kansai Branches of Elec. Inst, of Japan*, Oct. 1952, p. 32 (на японском языке)

7. Kumagai S., Kuroda K. Transmission-line filter,- J. Inst. Elec. Commun. Engr. , Japan, 1950, v. 32, N. 2, p. 71-76

8. Matsumoto A., Hatori K. Design of transmission-line filter on image parameter basis. - Рарег presented at the Joint Meeting of the Tokvo Branches of Elec. Inst, of Japan , Oct. 1952, p. 2.

Fujimoto Н., Ishii J., Takaoka M., Noguchi Y. Laboratory test of derived m type lowpass filter composed of commensurate transmission lines - Рарег presented at the Joint Meeting of Elec Inst of Japan*, April, 1956, p 1734 (на японском языке)

Kuroda К. Design of transmission line filters having specified insertion losses - f:J Inst Elec Commun Engr , Japan, 1954, v 37, N 5, p 365-369 (на японском языке)

Kuroda К. An experiment on the wideband coaxial filter - J Inst Elec Commun Engr , Japan, 1957. v 40, N 7, p 805-807 (на японском языке)

12 Saito N. Richards theorem expanded into a two pair terminals network- J Inst Elec Commun Engr , Japan, 1961, v 44, N 7, p 1033-1036 (на японском языке)

13 Saito N. A coupled transmission line filter (the design method b\ means of extracting coupled lines from the prescribed, 1961, p 1036-1040 (на японском языке)

14 Saito N., Nagai K. Coupled line type filter (laboratory tests of symmetrical circuits) - Record Elec Commun Engr Conversazione*, 1961, \ 30, N 1, p 3-6

15 Ikeda Т., Saito N., Sato R., Nagai K. Coupled line type filter (Laboratory tests of antisymmetncal circuits) - Рарег presented at the Joint Meeting of the Tohoku Branches of the Elec Inst of Japan, Oct, 1963, p 84 (на японском языке)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие переводчиков Предисловие к американскому изданию Введение

Глава 1 Общие свойства и синтез цепей на линиях передачи

1 1 Обозначения, принятые в главе

1 2 .Методы pac-iera цепей на линиях передачи

I 3 Цепи Ричардса

1 4 Теорема Ричардса

1 5 Эквивалентность четырехполюсников

16 Нормальные цепи

1 7 Нормальные реактансные четырехполюсники

1 8 Синтез нормальных реактансных четырехполюсников

1 9 Цепи древовидной структуры

1 10 Мидсериесные и обобщенные мидсериесные схемы 1 11 Синтез четырехполюсников древовидной структуры

1 12 Параллельная реализация Список литературы

Глава 2 Параметры линий

2 1 Обозначения, принятые в главе 2 2 Общие соображения

2 3 Методы анализа

2 4 Экранировашые линии

2 5 Другие типы линий

2 6 Спиральные линии Список литературы

Г л а в а 3

Проблемы аппроксимации характеристик электрических цепей, состоящих из отрезков линий передачи

3 1 Обозначения принятые в главе

3 2 Определение Y(k) ло вносимом\ зат\ханию

3 3 Определение матрицы S по вносимому затуханию

i 4 Аппроксимация рядами Фурье

3 5 Аппроксимац 1я с помощью потенциальной аналогии 3 6 Апнрок-имация (Эфчнкциячн

3 7 Соотношение чгжд\ потенциальной анатогией и рфхпкцнеп 3 8 ПоследователыЫе аппрочсимацнн 3 9 Преобоазовачие ча тэты

,.писок титературы

Глава 4 Фильтры иа связанных линиях

4 1 Обозначения принятые в главе 4 2 Особенности фильтров на связанных тинияч 4 3 Анализ типов волн в многопроводнон лиинп передачи 4 4 Цепной анализ отрезков многопроводных линии -7 4 5 Полоснопроп\ екающий фильтр встречностержневого типа 4 6 Каскадный синтез рациональных фчнкций

4 7 Матричная формулировка теоремы Ричардса и ее применение

Список литерат\ры

3 4 5

6 7 8 12 14 20 23 27 30 33 38 44 49

52 52 55 67 67 68

71 72 75 77 78 81 85 86 88 89

91 92 93 101 111 112 119 124