рис. 9.20, б будут Сз > La. С, > L4.....С„ 2 > з, С„/2 > L i.

Ими и определяются верхние знаки для индуктивностей.

В случае несимметричной реализации (рис. 9.20, в), рассмотренной на примере рис. 9.19, когда процесс совмещения, начинающийся с одного конца, продолжается без изменений до другого (где и оказывается единственная пара индуктивностей с полной связью), величины элементов определяются из соотношений:

= L(0 (1,±,/0. С = (C;-C;i)/2, = L (1(±,

,±,А:2 0. = (Ci - C;+i)/2, Lo = Со = О

при I = 1, 3, 5, /г - 1 для четных п. Для нечетных п элементы Li (i+i) и С'2 ~ определяются при t = 1, 3, 5, /г - 2, а остальные - при t = 1, 3, 5, rt. Из соотношений для емкостей определяются условия реализуемости: Cj Lj, С3 Lj, С3 L4, С5> L4, Ср > Lg, Сп > Lp i для нечетных п, а для четных п вместо С„ > L i имеем C i > L 2> C i > L. Все эти условия однозначно определяют однополярные зажимы связанных индуктивностей, т. е. знаки в выражениях для индуктивностей. l

В реальных конструкциях с ростом частоты начинают в первую очередь сказываться распределенные емкости индукти'-нух элементов. Эти элементы вырождаются в короткие отрезки связанных линий. Поэтому становится важной задача синтеза' НО на отрезках связанных линий, укороченных емкостями. Это'позволяетреализо-вать устройства на более высоких частотах и для больших уровней мощности. Численные расчетьГможно производить'наоснове работ [94, 109].

7Если цепи А+ и Д- квазиполиномиальные (обеспечивающие большее а), то для их совмещения потребуются идеальные трансформаторы, поскольку не существует взаимной емкости. Поэтому'при больших'значениях а может оказаться предпочтительным вариант с дифференциальными трансформаторами.

До сих пор мы рассматривали так называемые НО отраженной волны, образованные из дуальных четырехполюсников, имеющих одинаковые фазовые сдвиги. В противоположность этому можно образовать широкополосные устройства с дифференциальными трансформаторами и четырехполюсниками А+ и А , имеющими частотно-независимые (резистивные) характеристические сопротивления, но разные фазовые сдвиги [106]. Применительно к рис. 2.4 эти сопротивления равны, если = = 1/2*. В этом случае вход / развязан со входом 2 (и соответственно вход Я со входом 4), а ко-. эффициент деления определяется разностью фазовых сдвигов (ф) четырехполюсников А+ и А~, представленных на рис. 9.21 кас-

* В качестве дифференциальных трансформаторов можно использовать согласованно-развязанные устройства из числа рассматриваемых в § 12.2, 12.3.

кадным соединением, в частности двух фазовых звеньев первого порядка [107]. Если ф = я/2, то коэффициент деления равен единице (направленность 3 дБ). В отличие от рассмотренных выше, устройства такого типа называются иногда направленными ответвителя-ми прямой волны.

Для каждого фазового звена первого порядка, нагруженного на характеристическое сопротивление R, должно выполняться условие: R = YJ-iICi. Фазовый сдвиг в таком звене составляет ф1 = = 2 arctg (hYLiCi. Два или более (rt) каскадно соединенных согласованных фазовых звеньев первого порядка эквивалентны одному фазовому звену rt-ro порядка (рис. 9.22) [107].

Методика расчета, обеспечивающая максимально плоское или чебышевское приближение фазоразностной характеристики ф (Q) к постоянной, в частности к я/2, состоит в определении нечетной функции

xJR-x/R \+(XilR) (xJR)

где Xi - реактивное сопротивление, формирующее А+, а - формирующее А . Так, например, если четырехполюсники А+ и А~ имеют по одному звену пергого порядка с индуктивностями L+ и L соответственно, тоф=2 arctg [wR (L+-L )/ (R+oiL+L)]. Отношение апряжений на нагрузках в общем случае равно UJU2 =--= (1 - cos ф + / sin ф)/ (1 + cos ф -J sin ф) = / tg (ф/2), ;т. е. коэффициент деления т = tg (ф/2), а'отношения мощностей в нагрузках PjPi = [ (1 +cos xpf + sin ф]/4 = cos (ф/2) и PJP = = s=n2 Гф/2).

Рис. 9.21. Два каскадно включенных фазовых звена первого порядка Рис. 9.22. Общий вид фазового звена без потерь п-го порядка

Рис. 9.23. Зависимости Дф = /(а) для чебышевского приближения:

1) гЬо-ЭО , 2) г|)о=60°, 3) г|зо-37°; зависимости для п = 2 соответствуют одному фазовому звену первого порядка в А+ и А-. а для л =4 -двум фазовым звеньям первого по. рядка (или одному второго)

г i ii saw го >io so к

Таким образом, задача сводится к синтезу пары фазовых контуров постоянного сопротивления, или так называемой фазоразност-ной цепи, обеспечивающей некоторое максимально допустимое значение Ai; = \\> - ilJo = фо - Фт1п при задаваемом а. Методика синтеза таких цепей разработана 110, 111], затем существенно упрощена [103] н некоторые ее результаты табулированы [73, 85]. При этом отметим, что прн чебышевской приближении к постоянной Ч'и достигаются большие значения а (рис. 9.23).

Для сохранения идентичных физических длин четырехполюсников А+ и А их желательно выбирать с одинаковым числом звеньев первого или второго порядка. В последнем случае учитываются собственная емкость продольного индуктивного элемента и индуктивности соединений емкостей в скрещенных ветвях. Для уменьшения числа элементов симметричные относительно земли фазовые звенья можно преобразовать в эквивалентные им несимметричные. Однако при этом возрастает влияние паразитных элементов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Катушкина В. М. Мостовые схемы сложения мощностей УКВ генераторов. - Труды ЛПИ. Радиофизика, 1958, № 194.

2. Дорфман Л. Г. Расчет частотных характеристик некоторых симметричных многополюсников. - Вопросы радиоэлектроники. ТРС, 1959, вып. 6.

3. Дорфман Л. Г. Коаксиальный квадратный мост. - Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРС, 1969, вып. 1.

4. Buschbeck W. Briickenanordnung fiir Hochfrequenzschwingungen. Пат ФРГ, № 1.138.835, 1961,

5. Дорфман Л. Г. Мост с регулируемым коэффициентом деления. - Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРС, i960, вып. 4.

6. Малорацкий Л. Г., Явич Л. Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях. -М.: Сов. радио, 1972.

7. Фельдштейн А. Л., Явич Л. Р., Смирнов В. П. Справочник по элементам волноводной техники. - М.: Сов. радио, 1967.

8. Фельдштейн А. Л., Явич Л. Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. - М.: Связь, 1971.

9. Маттей Г. Л., Ян.-л Л., Джонс Е. М. Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. - М.: Связь, 1971.

10. Cohn S. В. А class of broad-band three-port TEM-mode hybrids - IEEE Trans, 1968, v. MTT-16, Кя 2.

11. Казанский Л. С. Устройство для сложения мощностей коротковолновых радиопередатчиков. - Радиотехника, 1965, № 6.

12. Matsumoto А. Development in hybrid circuits. - Japan. SaiDooro 1973. F . IF ,

13. Коллин P. Теория и расчет многосекционных широкополосных четвертьволновых трансформаторов.- Вопросы радиолокационной техники, 1955, № 5.

14. Cohn S. В. Characteristic impedances of broad-coupled strip transmission lines. - IRE Trans., 1960, v. MTT-9, № 11.

15. Jones E. M., Bolljan J. T. Coupled-strip-transmission line filters. - IRE Trans., 1905, V. MTT-4, № 2.

16. Конструирование и расчет полосковых устройств/ Под. ред. И. С. Ковалева. - М.: Сов. радио, 1974.

17. Заенцев В. В. Суммирование и деление мощности в 3-дБ полосковом направленном ответвителе. - В кн.: Радиофизика и микроэлектроника. - Воронеж, ВГУ, 1970.

8. Дорфман Л. Г. Широкополосный малогабаритн1,1й мост для УВЧ и СВЧ. - Радиотехника, 1967, № 2.

19. Giannini R. V. at al. An L-band MIC front and an IFF receiver. - IEEE Trans., 1971, v. MTT-19, № 17.

20. Перепелятник П. A. Направленные 3-дБ ответвители на смешанных элементах. - Радиотехника, 1974, № 3.

21. Фельдштейн А. Л. Синтез ступенчатых направленных ответвителей.- Радиотехника и электроника, 1961, № 2.

22. Levy R. General, synthesis of asymmetric multielement coupled-transmission-line derectional couplers. - IRE Trans., 1963, v. MTT-11, № 7.

23. Young L., Eng M. S. The analitical equivalence of TEM-mode directional couplers and transmission-line stepped-impedance. - Proc. lEE, London, 1963, V. 110.

24. Йиндра 3. Разделительный фильтр для работы двух КВ передатчиков на одну антенну. - Пат. ЧССР, кл, 21а*, № 46/06, 1970.

25. Arndt F., Haffmann М. Aqui-Extremwert-Polynome und Synthese von 90°-Kopplern. - AEU, 1972, B. 26, H. 3.

26. Matsumoto A. Recent developments in microwave multiport networks Japan, Sapporo, 1970.

27. Matsumoto A. Microwave filters and circuits. - Academic Press., 1970.

28. Заенцев В. В., Бельчинский В. В. Анализ характеристик гибридного кольца с секцией на связанных линиях. - Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника, 1974, № 1.

29. Kraus А. Das Ersatzschaltbild des unbeschalteten Richt-kopplers. - NTZ, 1968, H.8.

30. Заенцев В. В. Широкополосные делители и сумматоры мощности. - Воронеж: ВГУ, 1972.

31. Захаров В. И., Шишов А. Г. К расчету НО на связанных полосковых линиях. - Радиотехника, 1968, № 6.

32. А. с. 343327 (СССР). Диапазонный симметрирующий переход. Авт. изобр.: Г. А. Клигер и др. - Опубл. в БИ., 1972, № 20.

33. А. с. 409320 (СССР). Устройство для симметрирования и согласования. Авт. изобр.: Г. А. Дегтярь, Э. М. Новикова.- Опубл. в БИ., 1973, № 48.

34. Abel К. Einrichtung zur wahlweisen Verteilung der Energie zweier Hochfrequenzerzeuger zwischen zwei Verbrauchern. - Пат. ФРГ, № 1. 069.234 , кл. 21a*-74, 1960.

35. Podell A. F. Wide band hybrid coupler having an open end transmission-line section coupled to each port.-Пат. США, № 3.516.025, кл. 333-11, 1970.

36. Buschbeck W. Briickenanordnung zur Obertragung der Ausgangsenergie zweier Hochfrequenzgeneratoren auf einen gemeinsamen Belastungswiders-tand. - Пат. ФРГ, № 1. 198.427, 1966 и № 1.249.365, 1968, кл. 21а* - 74.

37. Белов А. С, Хомяков В. А. Синтез оптимальных бинарных делителей мощности. - Радиотехника, 1975, № 3.

38. Kluehe W. А simple combining system for two high-power HF transmitters. - IEEE Trans., 1968, v. BC-14, № 2.

39. Movw R. B. A broad-band hybrid junction and application to the star modulator. - IEEE Trans., 1968, v. MTT-16, № 11.

40. Краснушкин П. E., Хохлов P. В. Пространственные биения в связанных волноводах. - ЖТФ, 1949, т. 19, № 8.

41. Riblett Н. J. The short-slot hybrid junction. - PIRE, 1952, № 2.

42. Дорфман Л. Г., Филатов В. В. Об электрических параметрах вол-ново.дного щелевого моста.-Радиотехника и электроника, 1966, № 11.

43. Kiyo Tomigasu. The transvar direction coupler. - PIRE, 1953, № 7.

44. ВечкановаР. A., Калашник H. C, Пекина A. C. Расчет и конструирование элементов фидерного тракта СВЧ. - Куйбышев: Авиационный ин-т, 1970.

46. Simon-Louis W. Solid state design amplifiers UHF to kilowatt level. - Electronics, 1972, № 2.

46. беллон О. О., Котляр М. Я. Проектирование широкополосных сумматоров мощности СВЧ. - В кн.: Тезисы докл. на\чн.-техн. коиф. Воронеж: ВГУ, 1973.

47. Mohr R. J. А Microwave power devider. - IEEE Trans., 1968, v. MTT-9, № 6.

48. Заенцев В. В., Бельчинский В. В. Многоканальный СВЧ делитель мощности на связанных полосковых линиях. - Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника, 1974, т. 17, № 3.

49. Заенцев В. В., Бельчинский В. В. Попышепне эффективности jV-kb-нального СВЧ делителя мошности на связанных лнннях. - В кн.: Радиоэлектроника. - Воронеж: ВГУ, 1972.

50. Заенцев В. В., Виноградов Г. А. Статистические характеристики входного коэффициента отражения многоканального СВЧ делителя мощности на 3-дБ направленных ответвителях. - Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника, 1975, № 8.

51. Phelan Н. R. А wide-band parallel-connected balun. - IEEE Trans., 1970, v. MTT-18, № 5.

52. A. c. 433573 (СССР). Делитель мошностн. Авт. изобр.: В. В. Заенцев,

B. В. Бельчинский. - Опубл. в БИ., 1974, № 23.

53. Cristal Е. G., Young L. Theory and tables of optimum symmetrical TEM-mode coupled-transmission-line directional couplers. - IEEE Trans., 1965, v. MTT-13, № 5.

54. Seidel H. Improvements in or relating to networks. Англ. пат. № 1.388.318, 1972.

55. A. с. 423211 (СССР). Устройство сложения мощностей. Авт. изобр.:

C. Е. Лондон. - Опубл. в БИ., 1974, № 13.

56. Дорфман Л. Г. Звездообразный коаксиальный 16-полюсный мост. - Вопросы радиоэлектроники. ТРС, 1964, вып. 3.

57. Дорфман Л. Г. Симметричный 12-полюсный коаксиальный мост. - Электросвязь, 1964. № 10.

58. Kuroda Т. Multiple hybrid circuit. Англ. пат. 1.275225, 1972.

59. Wilkinson Е. J. An N-way hybrid power devider. - IRE Trans., 1960, v. MTT-8, № 1.

60. Peterson R. W. N-Terminal power devider. - IEEE Trans., 1961, v. MTT-9, № 6.

61. Hindin H. J. Input VSWR and output isolation of lossy N-way power deviders. - IEEE Trans., 1968, v. MTT-16, № 3.

62. Hindin H. J. Scattering parameters of bynary power deviders. - IEEE Trans., 1968, v. MTT-16, № 8.

63. Cardiol S. E. Power combiner nomograms. - IEEE Trans., 1970, v. MTT-18, № 1.

64. Каганов В. И. Транзисторные радиопередатчики. - М.: Энергия, 1970.

65. Заенцев В. В., Бельчинский В. В. Синфазный СВЧ делитель мощности на четвертьволновых линиях с потерями. - Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРС, 1973, вып. 1.

66. А. с. 132674 (СССР). Устройство для сложения мощностей нескольких генераторов. Авт. изобр.: С. Е. Лондон. - Опубл. в БИ., 1960, № 20.

67. Заенцев В. В. Параметры рассеяния синфазного многоканального СВЧ делителя мошности иа четвертьволновых линиях с заземленными балластными сопротивлениями. - В кн.: Радиоэлектроника. - Воронеж: ВГУ, 1974.

68. Cohn S. В. А class of broadband three-port TEM-mode hybrids. - IEEE Trans., 1968, v. MTT-16, № 2.

69. Eking R. B. A new method of synthesizing matched broadband TEM-mode theree-ports. - IEEE Trans., 1971, v. MTT-19, № 1.

70. Luzzato G. General N-way distributed-constants combiner. - Electr. Rec. lEE, 1968, № 8.

71. Лондон С. E. Независимая работа генераторов большой мощности в диапазонах КВ и УКВ. - Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРС, 1959, вып. 6.

72. Yee Н. J. at al. N-Way ТЕМ mode broad power deviders. - IEEE Trans., 1970, v. MTT-18, № 10.

73. Авраменко В. Л., Галямичев Ю. П., Лаииэ А. А. Электрические линии задержки и фазовращатели.- М.: Связь, 1973.

74. Котляр М. Я-, Беллон О. О. Широкополосные мостовые схемы деления мощности на элементах с сосредоточенными и сосредоточенно-распределенными параметрами.- Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника, 1977, т. 20, № 5.

75. Явич Л. Р. Вопросы синтеза широкополосных делителей мощности. - Радиотехника и электроника, 1972, № 8.

76. Явич Л. Р. Синтез двухзвенных делителей мошности. - Радиотехника, 1974, № 1.

77. Brambham В. А. Convenient transformer for matching coaxial lines. - Electronic Eng., 1961, № 1.

78. Mathaei G. L. Short-step Chebyshev impedanse tranformers. - IEEE Trans., 1966, v. MTT-14, Wo 8.

79. Розенброк X., Сторн С. Вычислительные методы для инженеров-химиков. - М.: Мир, 1968.

80. Заенцев В. В., Минкин М. А. Синтез многоканальных делителей на четвертьволновых линиях с чебышевской характеристикой затухания. - В кн.: Радиоэлектроника. - Воронеж: ВГУ, 1975.

81. Заенцев В. В. Синтез многоканальных делителей мощности на четвертьволновых отрезках с максимально-плоской характеристикой затухания. - В кн.: Радиоэлектроника. - Воронеж: ВГУ, 1975.

82. Заенцев В. В., Минкин М. А. Многоканальный СВЧ делитель мощности на укороченных отрезках линий. - Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника, 1976, № 2.

83. Вопросы широкополосного усиления ВЧ и СВЧ- Труды симпозиума. - Новосибирск: НЭТИ, 1973.

84. Аксенов А. Е., Чистюхин В. В. Малогабаритный НО на линиях с сосредоточенной емкостной связью. - Электросвязь, 1975, № 5.

85. Rehnmark S. Wide-band balanced line microwave hybrids. - IEEE Trans., 1977, v. MTT-25, № 10.

86. Модель 3. И., Несвижский Ю. Б. Некоторые особенности Т-образных мостовых схем сложения мошностей ВЧ генераторов. - Радиотехника, 1955, № 7.

87. Дубович С. Патент ЧССР, № 107376, 1963.

88. Московская (Катушкина) В. М. Симметричная мостовая схема сложения мощностей ВЧ генераторов. - Труды ЛПИ. Радиофизика, 1955, № 81.

89. Исследования по радиотехнике: Сб. трудов. - Новосибирск: НЭТИ, 1975, вып. 7 и 8.

90. Woodward О. М. Wide band balun. Пат. США, № 3.656.071, кл. 333-26, 1972.

91. Tuttle D. F. Network Synthesis. - John Wiley, 1958, v. 1.

92. Guillemin E. A. Theory of Linear Physical Systems. - John Wiley, 1963.

93. Боде Г. Теория цепей и проектирование усилителей с обратной связью. - М.: ИЛ, 1948.

94. Ланиэ А. А. Оптимальный синтез линейных электрических цепей. - М.: Связь, 1969.

95. Amer R. А. The approximation problem of electrical filters. Basel und Stutgart, 1964.

96. Merrimac Research and Development Company. The radio - frequency directive quadrature couplers. Англ. пат., № 1. 159.367, кл. HIW, 1969.