Ануфрієв А. Н. Салій І. Н. Центральний НДІ вимірювальної апаратури Московська, 66, Саратов – 410002, Росія, тел.: +7 (8452) 740370; e-mail: alexmym@yandex.ru; Саратовський державний університет Астраханська 83, Саратов – 410071, Росія

Анотація – Розглянуто автотрансформатор опорів на основі канонічних нерегулярних ліній передачі. Показані його переваги перед автотрансформатором на регулярних лініях передачі (РЛП) по параметру: габаритні розміри / широкополосность.

I. Вступ

Одноступінчасті автотрансформатором опорів (АТ) називають пристрій, два полюси еквівалентного чотириполюсника 1 якого замкнуті (рис.1). Таке включення називається нерегулярним [1]. Перевагою АТ порівняно зі східчастими переходами є можливість отримання широкосмугового узгодження при одночасному збереженні габаритних розмірів пристрою [1-4]. Відомо також, що аналогічний ефект досягається при використанні нерегулярних ліній передачі замість регулярних [5].

Метою роботи є розробка математичної моделі автотрансформатора опорів на нерегулярних лініях передачі та дослідження властивостей таких АТ.

II. Основна частина

Ux = Іх, U2 =U1+U2, I! =/;+/,, /2 =/2– Дані співвідношення вірні, якщо j = ixv\ /02 = /2 . [8] Вирази (1) дозволяють знайти матрицю АТ 7 [8]:

Серед безлічі нерегулярних ліній передачі особливий інтерес представляють лінії, названі канонічними [6,7]. Вони володіють двома важливими властивостями: для відрізка канонічної нерегулярної лінії передачі (КНЛП) знайдені точні рішення диференціальних рівнянь теорії нерегулярних ліній передач (НЛП); широко відомі НЛП (експоненціальна, параболічна, гіперболічна і багато ін) є приватними випадками КНЛП. Оскільки саме такі лінії передбачається використовувати для розробки АТ, нагадаємо основні співвідношення теорії КНЛП

III. Висновок

У роботі був досліджений АТ на КНЛП. Показані його переваги перед АТ на регулярних лініях передачі по параметру: габаритні розміри / широ-кополосность, що робить перспективним застосування КНЛП в Як базовий елемент для проектування пристроїв на нерегулярно включених лініях передачі і, зокрема, АТ.

IV. Список літератури

[1] ЗеляхЕ. В. Схема заміщення оборотного 4×1-полюсніка / / Радіотехніка та електроніка. – 1974. – Т. 19, № 3. – С. 560 – 566.

[2] ЗеляхЕ. В. Схеми заміщення і матриці двічі симетричного 2х2-полюсніка при різних схемах його вкпюченія / / Радіотехніка та електроніка. – 1980. – Т. 25, № 2.-С. 44-351.

[3] ЗеляхЕ. В. Схеми заміщення оборотного 4×1-полюсніка, симетричного відносно горизонтальної або вертикальної осі / / Радіотехніка та електроніка. -1981.-Т. 20, № 8.

[4] Бачаніна Є. П., голили В. С., Явич А. П. Автотрансформатор на однорідної лінії передачі з неоднакових проводів / / Електрозв’язок. – 1984. – № 12. – С.52, 53.

[5] Ануфрієв А. Н., Салій І. М. Синтез компактних трансформаторів опорів на основі шлейфів з плавно змінюється функцією хвильового опору-ня / / Збірник праць 12-й Міжнародній конференції “СВЧ-техніка та телекомунікаційні технології”, Севастополь, 9-13 вересень, 2002.

[6] Салій І. М. Канонічні нерегулярні лінії передачі і їх еквівалентні подання / / Лекції з електроніки НВЧ і радіофізиці: 8-а зимова шк, – семінар інженерів. Книга 4 – Саратов: Изд-во СГУ, 1989. – С.73-80.

[7] Салій І. М. Узагальнена нерегулярна лінія передачі і розробка на її основі нових функціональних елементів і вузлів твердотільної електроніки / / Моделювання та проектування приладів і систем мікро-та наноелектроніки: Межвуз. СБ – М.: Изд-во МГІЕТ (ТУ).

IMPEDANCE AUTOTRANSFORMERS BASED ON CANONICAL NONUNIFORM TRANSMISSION LINES

Anufriev A. N., Saliy I. N.

Central Scientific Research Institute of Measuring Equipments Saratov State University, Saratov, Russia Phone: (8452) 294370;

E-mail: alexmym@yandex.ru

Abstract – Impedance autotransformers based on canonical nonuniform transmission lines are considered. Their advantages over autotransformers based on uniform transmission lines (UTL) in overall dimensions / broadbandness are shown.

I. Introduction

The one-stage autotransformer (AT) is a device on which equivalent quadripole two terminals are short-circuited (see Fig. 1). Advantage of AT in comparison with stepped taper is possibility to get broadband matching at simultaneous preservation of overall dimensions [1-4]. It is known also that similar result is achieved by using nonuniform lines instead of uniform ones [5].

The purpose of that work is building of mathematical model of impedance autotransformers based on nonuniform transmission lines and investigation its properties.

II. Main part

Among the great number of nonuniform transmission lines the lines called canonical are in a particular interest [6, 7]. They have two important properties: for the stub of the canonical nonuniform transmission line (CNTL) have been found exact solution of differential equations of the theory of nonuniform transmission lines (NTL); well known NTL (exponential, parabolic, hyperbolic and other) are the special case of CNTL. Below we remind the base functions of the CNTL theory.

The wave impedance function (WIF) of CNTL is the function of three parameters; it determines both by the value of wave impedance in begin of the section and the ratio of R-function and derivative between the ends of the section. With changing R and R WIF takes a different forms, which are known or not. It is important that transition between that types of nonuniform TL goes continuously with changing of parameters R and R.

Exact decision of differential equations in a form of analytical ratio for matrix parameters of equivalent quadripole of CNTL stub was found for this function.

Efficiency of using CNTL stub as a structural element of AT has been shown by the example of designing of single-stage AT for matching transmission line with resistance drop equal 2, 4, 6. AT based on uniform lines were prototype for AT based on CNTL.

Results of parametric optimization are shown in table. One can see that in the same length match strip for AT based on CNTL in 1.5-2 times more than for AT based on uniform transmission lines. Another advantage of CNTL using is possibility to eliminate wave impedance steps between matched elements and AT.

III. Conclusion

In this work AT based on CNTL was investigated. Its advantages over autotransformers based on uniform transmission lines (UTL) in overall dimensions/broadbandness were shown. And it makes perspective application of CNTL as a base element for design of devices based on nonuniform transmission lines and in particular AT.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»