Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
5.8. КОЛЬЦЕВОЙ МОСТ (180°-НОЕ ГИБРИДНОЕ СОЧЛЕНЕНИЕ)С помощью небольших изменений рассмотренный выше кольцевой квадратурный ответвитель можно превратить в кольцевой мост или 180°-ное гибридное сочленение. Часто такой мост выполняется из отрезков прямоугольного волновода с использованием последовательного соединения образующих плечи отрезков с кольцевым волноводом. На рис. 5.33, в изображен волноводный вариант кольцевого моста, а на рис. 5.33, б показана его эквивалентная схема. Средняя длина окружности кольца равна 1,5 длины волны в волноводе. Кольцевой мост на основе микрополосковой или симметричной полосковой линии можно также реализовать, используя в основном прямолинейные отрезки, как показано на рис. 5.33, в. В этом случае отрезок линии длиной три четверти длины волны соответствующим образом слегка изгибается. Рассмотрим принцип действия моста на основе фазовых соотношений, которые иллюстрируются на рис. 5.34. Волна, поступившая на вход плеча 1, проходит в плечи 2 и 4. Сдвиг по фазе между волнами в плечах 2 и 1, очевидно, равен 90°, а в плечах 4 и 1 равен 270°, поскольку во втором случае волна проходит по кольцу путь, в 3 раза больший. Полная волна на входе каждого из плеч 2, 3 и 4 является суперпозицией двух волн разной амплитуды, одна из которых распространяется по кольцу по часовой, а другая - против часовой стрелки от плеча 1. Эти волны арифметически суммируются на входе плеч 2, 4 и вычитаются на входе плеча 3, где сдвиг, по фазе между этими волнами равен 180°. Следовательно, плечи 1 и 3 развязаны. Данные
Рис. 5.33. Кольцевой мост особенности моста и наличие фазового сдвига 180° между волнами, проходящими из плеча 1 в плечи 2 и 4, широко используются в балансных смесителях и преобразователях частоты с подавлением тех или иных гармонических составляющих. Для иллюстрации применения кольцевого моста в схеме балансного смесителя обратимся к рис. 5.35. Как видно из рисунка, плечи 1 и 3 возбуждаются одновременно, например, плечо 1 - волной от гетеродина, а плечо 3 - волной принимаемого сигнала. Так как плечи 1 и 3 развязаны, энергия от гетеродина не попадает на сигнальный вход смесителя. Кроме того, ввиду противофазности волн от гетеродина в плечах 2 и 4, к которым подключены смесительные диоды, шумы гетеродина не попадают на вход смесителя. Использование моста в качестве делителя мощности с равным делением не требует специальных пояснений. Если в волноводной конструкции моста, изображенной на рис. 5.33, образующие плечи отрезки линии подключены последовательно к кольцу, то в микрополосковой или полосковой конструкции предпочитают параллельное соединение. Анализ моста с последовательно подключенными плечами проведем, обратившись к рис. 5.36, где изображена развертка кольца. Входы плеч 2 и 4 отстоят от входа плеча 1 на расстоянии, равном нечетному числу четвертей длины волны в линии, тогда как расстояние между входами плеч 1 и 3 составляет половину той же длины волны. Поэтому на центральной частоте между плечами 1 и 3 включен полуволновый трансформатор, т. е. нагрузка, которую представляет для кольца плечо 3, без изменений трансформируется в сечение, где подключено плечо 1. Так как плечи соединяются с кольцом последовательно, то полное эквивалентное сопротивление, подключенное к кольцу со стороны плеча 1, равно
Рис. 5.34. Схема кольцевого моста
Рис. 5.35. Применение кольцевого моста в балансном смесителе
Рис. 5.36. Развертка кольцевого моста также 1 и 4, обеспечивается согласование в мосте. Для этого, очевидно, необходимо выбрать волновое сопротивление линии, образующей кольцо, равным
Например, если волновое сопротивление подводящих линий равно 50 Ом, то волновое сопротивление кольца следует сделать равным 70,7 Ом. На этом элементарном соотношении расчет кольцевого Рассмотрим модификацию кольцевого моста, в которой соседние отрезки линии, образующие кольцо, имеют разные волновые сопротивления, а противолежащие - одинаковые. Такая конфигурация позволяет получить наравное деление мощности между выходными плечами, в то же время сдвиг по фазе 180° между волнами в этих плечах сохраняется. Такое 180°-ное гибридное сочленение показано на рис. 5.37. Мощность
где На центральной частоте сдвиг по фазе между волнами в плечах 3 и 4 равен Если мощность поступает в плечо 2, то справедливы соотношения
В этом случае волны, поступающие в плечи 3 и 4, синфазны.
Рис. 5.37. Модифицированный кольцевой мост Пример 5.13. Рассчитать 50-омный 3-дБ делитель мощности, опираясь на модифицированную схему гибридного сочленения (рис. 5.37); обеспечить сдвиг по фазе 180° между волнами на выходе. Решение Волновое сопротивление линий в плечах
поэтому
Аналогично
Отметим, что тот же результат был получен выше из условия полного согласования моста. Пример 5.14. Рассчитать ответвитель с переходным затуханием Решение На этот раз источник следует подключить к плечу 2, что обеспечит синфазиость волн на выходе плеч 3 и 4. Для переходного затухания
поэтому Остальная часть мощности, равная
На этом расчет завершается.
|
1 |
Оглавление
|