Главная -> Книги

(0) (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) (94)

ИП1 х2

ИПО х2

- ИП2

X» +

ИПО +

Х2 +

ПА -

ИПО ИП2

X ИПА

Ч- ПВ

X +

Ч- C0S-1

П8 ИПВ

х<0 40

ИП8 /-/

ИПЗ ИПб

2 X

ПА X

е" -

1 +

ИП8 ИПА

ИП4 X

- ПД

X ?

X -

П9 1

х»

- ИПО

Ч- ПС

х2 ИПД

sin ИПВ

X ИП9

Х2 +

V СП

Инструкция. Установить переключатель Р-ГРД-Г в положение Р; (Zo = PO, /?„ = Р1, Х„ = Р2, а=РЗ, Д=Р4) / = РХ В/О С/П (/«35 с) РХ = = 1Zbx, РС = /?„, РД = :?,х, Р7=Г, Р8 = Фг рад.

Пример. Для Zo=75 Ом, Z„=100-j50, а=0,02, Р = 3, /=0,5 получим 1 Zbx 1=47,530467, Zb., =43,829294+j 18,41179, Г =0,30714754. = -0,8288489 рад.

При замене в исходных данных к приведенным программам сопротивлений проводимостями будет получена входная проводимость и коэффициент отражения по току, отличающиеся сдвигом аргумента на 180°.

7.4. Расчет элементов устройств с распределенными параметрами

Проектирование устройств с распределениы.мн параметрами часто связано с расчетом согласующих элементов; реактнвностей, реализуемых отрезками линий (шлейфами), четвертьволновых трансформаторов и т. п. При согласовании заданной нагрузки с проводимостью Ун = С„+]В„= (/?„-)Х„)у(/?4 X„) и линии передачи с волновым сопротивлением Zo с помощью реактивного согласующего элемента прежде всего находят расстояние 1о от нагрузки до точки включения согласующего элемента из условия ReVa, (/о) = l/Zo = Go. откуда следует

ДнСо±(ОнОо((Он-Оо)+ g£))

После этого определяют требуемую проводимость 5= 1тУвх(/о) реактивного согласующего элемента, реализуемого с помощью шлейфа.

бшл1,2

Дн Go (1-tg р/р) + tg р/о (GI - Gg Bg) GH(l+tg2p/o)

соответствующую двум значениям tgP/o и расстояниям до точки включения

arctg (tgp/oi)/P при tgP/of>0, arctg(tgp/„H-л,)/Р при tgP/„i<0.

Из двух значений ki выбирают меньшее и соответствующее значение входной проводимости шлейфа Вшл-

Программа 308. Расчет параметров согласующего шлейфа



ПЗ П7

П4 ИП7 ИПЗ х2 + ИПД ИП5 + П2 ПА ИП4 ИП7 ИП2 х2 1 ИПЗ

П9 х2

- П5 V П6 х<0 38

- ИП2 X +

« П8 х2 Вх ПД -ИП9 ИП7 X + я + ИПЗ X ИП7 ИП9 X ИП2 х2 1 4

ИПА С/П ИП6 /-/ БП 25

Инструкция. Установить перек./1ючатель Р-ГРД-Г в положение Р; G„ = PT, fi„ = PZ, Go = PY, Р = РХ В/О С/П (/»20 с) РХ = /,„, РУ = Вшл, С/П

(/« 18 с) РХ = /о2, РУ = ВшЛ2.

Пример. Для G„=10, fl„ = -80, Go = 100, Р=10 получим /oi = 0,24903276, йшл 1=380,7886, /02 = 0,20067036, Вш.,2 = -380,7886. Параметры согласующего щлейфа

Рис. 68

можно определить с помощью ранее приведенных программ в зависимости от конструкции и материалов шлейфа. Эти же программы можно с успехом использовать и при анализе частотных характеристик, например, ступенчатых переходов (трансформаторов).

Пусть необходимо иайти входное сопротивление двуступенчатого перехода (рис. 68), согласующего линии с волновы.ми сопротивлениями Zobx=75 Ом и Zooi« = 50 Ом и образованного двумя отрезками линии равной длины с волновыми сопротивлениями Zoi = 67,36096 Ом и Zo2=55 Ом на частоте, для которой электрические длины отрезков p/i = p/2=l,5. Полагая, что выходная линия идеально согласована с переходом, определим с помощью программы 306 при 20=55 Ом, /?и = 75 Ом, А„ = 0 входное сопротивление второго отрезка Zbx2 = = 60,4365-f/0,8141124. Принимая вычисленные значения в качестве составляющих сопротивления нагрузки первого отрезка перехода, получаем /?вх1 = 75,13333 и .Yixi = 0,1495476, что свидетельствует о достаточно xoponjeM согласовании. При необходимости по этим данным несложно определить коэффициент отражения. Для расчета переходов с большим числом ступеней, согласующих сосредоточенную нагрузку с сопротивлением Z„=R„-\-iXk или выходную линию с волновым сопротивлением Zo вых и входную (питающую) линию с волновым сопротивлением Zo вх, целесообразно модифицировать программу 306, обеспечивая засылку вычисляемых значении /?в\ и Хе\ очередного отрезка перехода на место составляющих R„ и А» его нагрузки.

Программа 309. Расчет каскадных переходов П7 П4 .sin х2 ИП8 х- ИП9 х ]

ИП7 х« ~ 1 - П5 ИП4 2 X

П4 sin ИП9 X ИП7 ~ - 1 4-ИП9 ИП4 cos V ИП7 ИП5 X ИП4 sin 2 -+ - ИПЗ П9 ИП8 ИПЗ ~ С/П БП 00

Инструкция. Установить переключа гель

ПЗ П8

Р-ГРД-г в положение Р;

/?„ = Р8, Л-„ = Р9, р/.=РУ, Z„„ = PX В;0 С/П 286

(/«20 с) РХ = Р8 = /?вхп, PY =



= Р9 = \хп, p/r.-. = PY, Zo„-. = PX С/П ... С/П РХ = Р8 = Л„.,, PY = P9 =

= Xbii. \

в качеве примера рассмотрим расчет четырехступенчатого перехода с одинаковыми электрическими длинами р/ отрезков при изменении их волновых сопротивлений по показательному закону: 2оп = /?нУ/(, Zon-i = Zon/C, Zo,= = Zoi+\K, где\г - число ступеней; K=(Zq bi ?„)"", Zq их - волновое сопро-

Рис. 69

тивление входной (питающей) линии. Пусть ZoBi=150 ,0м, ZoBbix=75 Ом при электрической длине отрезков Йля выбранной частоты р/=0,45 я. Для решения задачи с помощью программы 309 следует выполнить: K= (150/75)/" = 1,1809207 = РД; 0,45л = РС; 75 = Р8; 0 = Р9 ИПС ИПД Т 7 5 X в/о С/П (Zbx4 =

=88,779449+/2,3799775) ИПС ИПД ИП7 X С/П (Zbx3= 106,9286-t-+jO,28270902) ИПС ИПД ИП7 X С/П (Zbx2= 124.70713+]2,7162122) ИПС ИПД ИП7 X С/П (Z,j, = 151,96909-fil,4525635).

Отрезки линий передачи часто используют в качестве резонаторов, обычно перестраиваемых изменением реактивного параметра, чаще всего емкости, присоединенной к разомкнутому концу отрезка (рис. 69, а). Так как Р зависит от частоты, то для вычисления резонансных частот подобного устройства приходится решать трансцендентное уравнение вида /lxtgA:+l=0, которое в рассматриваемом случае записывается как

- (oCZ„tgP/+l=0, (7.17)

где С - емкость, обеспечивающая настройку резонатора.

Программа 310. Вычисление резонансных частот отрезка линии, нагруженного емкостью С

ИПО ИП1 X

ВП 4 /-/ X ИП2 ИПЗ

V X Ч- П5 Вх л XI 5 0 -4- Пб Сх П7 П8 л 2 /-/

ПА /-/ П9 ИП9 2 ч- П9 ИП8 + П8 Вх - хО 53 ИП8 ИПб X С/П ИП7 л -f БП 24 ИП8 t tg X ИП5 X 1 - ИПА ПА X х<0 33 ИПО БП 31

Инструкция. Установить переключатель Р-ГРД-Г в положение- Р; (Zo, Ом = Р0, С, пФ = Р1, /, м = Р2; е = РЗ) В/О С/П РХ = /р,, МГц, С/П РХ= = /р2, МГц С/П ... Время счета зависит от параметров резонатора.

Пример. Для Zo = 75 Ом, С=10 пФ, /=1 м, е = 2,5 получим /р, =41,589898 (txA мин), /р2=126,11046 (/«4 мин), /р5 = 213,37112 МГц.

Остальные основные характеристики резонатора можно найтн, определив р,-(/) =2л/р(Уе/150, а((/) =а,у/р,-+а2/р,-, где коэффициенты Oi и 02 зависят от материала и конструкции резонатора. Для отрезка коаксиальной линии с медными проводниками ai = (l+d/Z))(24dZo) и О2 = лУе1§б/300, и добротность резонатора



(0) (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)