вательное соединение нескольких нагрузок (например, при возбуждении объемных резонаторов в N входах, к которым подсоединены через линии генераторы). В многополюсных мостах с поворотной симметрией, расщепив узел соединения линий, можно получить N развязанных каналов.

Будем считать, что нагрузочное сопротивление имеет также N входов. В этом случае МУ (рис. 8.6) переходит в группу параллельных линий передачи, причем сохраняется развязка источников за счет подключения балластной цепи.

Многосекционное МУ (рис. 8.6) содержит отрезки линий передачи равной электрической длины с волновым сопротивлением Wt, где 1=1,2, п. Развязывающие резисторы Ri подключаются к стыкам отрезков линий и образуют несколько звезд . Данное МУ характеризуется такой же группой параметров рассеяния, что и односекционное МУ. Анализ характеристик можно провести, применяя модифицированный метод синфазно-противофазного возбуждения. Эквивалентная схема для синфазного возбуждения (рис. 8.7, а) представляет собой ступенчатый переход от сопротивления R к NR. Оиа синтезируется, и тем самым определяются волновые сопротивления участков линий. Характеристика затухания может задаваться чебышевского или максимально плоского типа. Число секций ступеней максимально плоского перехода рассчитывается по формуле

п = Ig D/lg [cos (1 - AF/2) я/2], где .

D = 12\Sn+i.n+i\ maJ{N- 1)]У N/{1 -\Sn+1. N+l IU).

При определении волновых сопротивлений схемы синфазного режима можно пользоваться справочными данными для расчета сту-

FZZE

№ -о

Рис. 8.6. Схема многосекционного МУ на четвертьволновых отрезках линий

О

Рис. 8.7. Эквивалентнаи схема многосекционного МУ прн синфазиом (а) и противофазном (б) режимах воз-

пенчатых трансформаторов сопротивлений с чебышевской и максимально плоской характеристиками рабочего затухания.

Развязывающие резисторы R, R, Rn находятся из условия обеспечения максимальной развязки между нагрузками с учетом найденных значений волновых сопротивлений секций. Для обеспечения максимальной развязки в полосе частот необходимо согласно (2.35) свести к минимуму разность между коэффициентами отражения в синфазном и противофазном режимах.

В ряде работ [64, 75, 761 при синтезе схемы противофазного режима нули функции Sjft находят в точках согласования схемы синфазного режима. Решение нелинейной системы уравнений позволяет отыскать величину сопротивлений развязывающих резисторов. При N >2 решение системы становится громоздким и не обеспечивает оптимальности функции развязки в рабочей полосе частот.

Лучшук) развязку можно получить путем непосредственной минимизации на ЭВМ функции в заданной полосе нормированных частот.

Результаты расчета для чебышевской характеристики затухания при различном числе каналов, числе секций и относительной полосе пропускания приведены в табл. 8.1-8.3 [80], а для максимально плоской характеристики - в табл. 8.4-8.6 [81]. (Здесь и далее в таблицах гл. 8 приведены значения сопротивлений и проводимостей, пронормированные по номинальному сопротивлению R\ Gm-максимальное затухание в полосе пропускания.) Максимально плоский переход имеет лучшую линейность фазовой характеристики [75].

Таблица 8.1

Таблица 8.2

Таблица 8.3

Таблица 8.4

Таблица 8.5

Таблица 8.6

8.2. МНОГОПОЛЮСНЫЕ УСТРОЙСТВА НА УКОРОЧЕННЫХ ОТРЕЗКАХ ЛИНИЙ

Применение в МУ отрезков длиной менее V4 позволяет заметно сократить его габариты. При этом закон распределения волновых сопротивлений становится немонотонным. Поэтому схема синфазного режима МУ представляет собой немонотонный ступенчатый трансформатор сопротивлений.

в МУ на коротких отрезках линий идеальная развязка на дискретных частотах не может быть достигнута с активными развязывающими сопротивлениями, поэтому параллельно резисторам необходимо включать корректирующие конденсаторы [82].

Простейщий двухсекционный немонотонный переход с коэффициентом трансформации по сопротивлению N, по частотным характеристикам близкий к четвертьволновому трансформатору, состоит из двух секций одинаковой длины I [77]. Волновое сопротивление отрезка, подключаемого ко входу с сопротивлением NR, равно R, а волновое сопротивление отрезка, подключаемого ко входу с сопротивлением R, равно NRq. Двухсекционное МУ с использованием немонотонного перехода данного типа приведено на рис.8.8. Эквивалентная схема МУ при синфазном режиме возбуждения аналогична схеме рис. 8.7, а и отличается числом секций и волновыми сопротивлениями отрезков линий. Определим Sjv+i,jv+i = Si+ по формуле (8.1) с учетом, что входное сопротивление

2 [N+}N(N+l)igx~lgx](N+}tgx)

(N+jNtgx)[N+nN+l)tgx~N4gx]

Приравнивание вещественной части Zbxi к а мнимой части к нулю дает среднюю рабочую частоту (или электрическую длину отрезка Хт), на которой осуществляется полное согласование

Хт - 2п1/Х = arctg ymW+N + J).

(8.5)

С увеличением числа входов МУ длина устройства уменьщается. Частотная зависимость КСВН входа устройства близка к частотной зависимости КСВН входа односекционного МУ на четвертьволновых линиях (рис. 8.9). В отличие от устройства на четвертьволновых отрезках МУ на коротких отрезках линий имеет характеристики, несимметричные относительно центральной частоты диапазона.

-Li Z

-о

Cf Ri

0,6 0,8 1,0 1,1 1,tf/fe

Рис. 8.8. Схема двухсекционного многополюсного МУ на коротких отрезках линий

Рис. 8.9. Частотная зависимость КСВН входа при различном числе выходов 122

Для нахождения развязки между нагрузками воспользуемся схемой противофазного режима возбуждения (рис. 8.10). Нормированную проводимость в сечении входа / представим в виде

- -(l+2KiK,)tgA:+/yV[(yV + l)K,+yi] +УУз

-yV2KitgA:+/yV(yV+l)tgA:

где Yl = {gi + \si)R; Y = (g + j\)R; gi = (Ri/R)-; g2 = (R/R)-; Si = RjiaCi, 2 = RjwC. Ввиду того, что на центральной частоте Sn+ 1, n+1 = S+ = о, для обеспечения идеальной развязки необходимо выполнение условия Sfi = О при х = Хт- Из этого условия следует, что Re г/Г = 1, Im г/т = О, иначе

N - Msi(l + Л^) + Sil tgXm-lNigig-SiS - gi) + UigXm=0, {N + l){g2 +l)+gi-N (gis + gsi - si)ig Xm = 0. (8.6)

Из (8.6) следует, что два параметра из четырех можно выбирать произвольно. Активные и реактивные элементы

ga----

[N /JV Si-{N+ 1) уЖ+¥+1? +

(8.7)

YN (N+N + l)[N {gl+sl) + {N + 1)-{N + I) (2N+ N + 1) si lNYNsi-{N + \)YN + N+iy-}- mgl

Рассмотрим частные случаи, наиболее удобные с точки зрения практического использования устройства.

1. Примем, что gi = = О (Ri, Ci = 0). Из (8.7) получим

g2=\, Ri= R, S2 = VN/VW+WTT. (8.8)

2. Примем, что gi = S2 = О (Ri, Ca = 0). Из (8.7) следует

g2=\, Si = Vn{N + lyVN + + 1. (8.9)

Сравнивая (8.9) с (8.8), видим, что в этом случае емкость корректирующего конденсатора, включенного в середине отрезков, в (Л/+1) раз больще, чем включенного на конце, что часто бывает удобно на практике.

3. Если g2 = S2 = О (Ri, Са = 0), то gi= (М+ 1)/{N + 1), Si = yN {N + 1)У'Ы^ + N + l/iN + 1). В этом случае сопротивление развязывающего резистора, включенного в середине, равно

1*1 R

Рис. 8.10. Эквивалентная схема двухсекционного устройства при противофазном возбуждении

М О