|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы ния, применяют специальные симметрирующие устройства. Некоторые из таких устройств показаны на рис. 13. Наиболее простым и поэтому более распространенным является симметрирующее устройство, получившее название полуволновой петли или U-ko-лена. Устройство выполняют из полуволнового отрезка кабеля того же типа, что и антенный фидер, который присоединяют к U-колену, как показано на рис. 13(7). Легко видеть, что это устройство представляет собой полуволновой шлейф, с помощью которого правую часть вибратора присоединяют к левой. Таким образом, обе половинки вибратора оказываются противофазными по отношению к оплетке кабеля (массе, «земле»). Электрическая длина отрезка кабеля должна быть точно равна Х/2. Вследствие того, что относительная диэлектрическая проницаемость е внутренней изоляции кабеля больше единицы, геометрическая длина полуволнового отрезка кабеля должна быть меньше полволны в раз. Для большинства кабелей при определении геометрической длины U-колена нужно Л/2 умножить на 0,66. Для точных вычислений следует пользоваться номограммой № 8, связывающей длину волны в воздухе, длину волны в кабеле и относительную диэлектрическую проницаемость е. После определения длины волны в кабеле по номограмме № 8 половина этого значения будет соответствовать геометрической длине кабеля. Симметрирующее устройство описанного типа является резонансным, и симметрирование выполняется в узкой полосе частот. U-колено является полуволновым трансформатором сопротивления с коэффициентом трансформации, равным четырем. Поэтому его обычно применяют для согласования кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом и антенны с входным сопротивлением около 300 Ом. Такое сопротивление имеет петлевой вибратор с одинаковой толщиной проводников. В качестве примера укажем, что на волне Х=2 м для согласования петлевого вибратора (/?вх=300 Ом) с кабелем PK-75-4-I1 (волновое сопротивление Zo=75 Ом, диэлектрик полиэтиленовый, е=2,3) геометрическая длина U-колена / = -=-= 0,66 м. 2 у- 2.1.52 Большую популярность в радиотехнической практике на дециметровых и сантиметровых волнах получил симметрирующий стакан, представляющий собой отрезок металлической трубы длиной Х/4, помещенный на конце кабеля [рис. 13(2)]. Нижний конец трубы припаян к кабелю, верхний прикрыт диэлектрической крышкой для предотвращения попадания в стакан влаги. Через крышку пропущен конец кабеля, непосредственно соединенный с симметричной антенной. Стакан «работает» как металлический четвертьволновый короткозамкнутый на конце «изолятор», в результате чего оплетка и внутренний провод на конце кабеля оказываются симметричными относительно земли. Длину стакана принимают несколько меньше Х/4, чтобы скомпенсировать влияние его большого диаметра (по сравнению с длиной волны). С достаточной для практики точностью длину стакана можно принимать равной 0,237 X. Его диаметр берут в 3-4 раза больше внешнего диаметра кабеля. Необходимо отметить, что четвертьволновый стакан не является трансформатором сопротивления, поэтому входное сопротивление антенны и волновое сопротивление кабеля должны быть одинаковыми. Для вычисления длины стакана можно пользоваться правой частью номограммы № 30. На рис. 13(5) изображен симметрирующий четвертьволновый трансформатор в виде круглого металлического стержня. Его нижний конец припаивают к внешней оболочке кабеля. К верхнему концу подключают одну из половин симметричной антенны, одновременно присоединенной к внутреннему проводу кабеля. Другую половину антенны соединяют с внешним проводом на конце кабеля. Диаметр стержня трансформатора берут равным внешнему диаметру оплетки кабеля. Расстояние между кабелем и стержнем трансформатора выбирают равным 2-4 см. На очень больших частотах в дециметровом и сантиметровом диапазонах это расстояние делают как можно меньшим. Длину стержня с учетом сказанного выше берут равной 0,237 X. Коэффициент трансформации согласуемых сопротивлений у этого устройства RbxIZo=1. Иногда применяют несколько упрощенную конструкцию четвертьволнового трансформатора, в котором вместо металлического стержня используют четвертьволновый отрезок коаксиального кабеля. Его волновое сопротивление может быть любым, но диаметр должен быть таким же, как у кабеля, питающего антенну. Этот трансформатор показан на рис. 13(5). На нижнем и верхнем концах четвертьволнового отрезка кабеля его проводники соединены между собой. Закороченный таким образом нижний конец отрезка припаивают к оплетке основного кабеля на расстоянии 0,237 X от его конца. Верхний закороченный конец отрезка присоединяют к той половинке симметричной антенны, которая соединена с внутренним проводником основного кабеля. Вторую половинку антенны присоединяют к внешнему проводнику основного кабеля. Несколько видоизмененная конструкция четвертьволновых трансформаторов показана на рис. 13(4). Принцип действия ее не отличается от уже описанных выше. На рис. 13(6) показано еще одно простое симметрирующее устройство в виде отрезка разомкнутой четвертьволновой линии. Для этого используют отрезок такого же кабеля, какой применен для питания симметричной антенны. На нижнем конце этого отрезка проводники соединены друг с другом. Верхний конец этого отрезка и конец основного кабеля присоединены крест-накрест к половинкам антенны. Расстояние четвертьволнового отрезка от основного кабеля следует брать около 4-5 см. Геометрическую дли-лу четвертьволнового отрезка следует выбирать с учетом изменения длины волны в диэлектрике кабеля, т. е. из условия 41/б На рис. 13(7) показано симметрирующее устройство для дециметровых и сантиметровых волн в виде отрезка металлической трубы со щелью. Электрическая длина щели равна четверти волны. Диаметр трубы выбирают в соответствии с наружным диаметром оплетки кабеля, который вводят в трубу и припаивают к ней. Ширину щели в трубе делают равной нескольким миллиметрам по диаметральным образующим цилиндра на длине 0,237 Я,. Половинки симметричной антенны присоединяют к верхним концам разрезанной трубы. Описанные выше симметрирующие устройства являются резонансными и работают в очень узкой полосе частот. Все они, кроме U-колена, не трансформируют сопротивлений (т. е. их коэффициент трансформации равен 1:1). На рис. \3(8) показаны два плавных перехода от коаксиальной линии к двухпроводной ленточной. Длина такого перехода должна составлять не меньше нескольких длин волн. Диаметр дисковой части левого перехода выбирают обычно Х. При этом условии практически отсутствует затекание высокочастотных токов за плоскость дисковой части линии. В этих конструкциях ленточная часть линий может быть плавно переведена в двухпроводную линию с круглыми проводниками. Следует указать на еще одно простое приспособление, которое позволяет соединять симметричную двухпроводную линию с несимметричной двухпроводной и коаксиальной линиями. Это устройство показано на рис. 13(9). В нем использованы четвертьволновые отрезки двухпроводных плоских кабелей и отрезки коаксиальных кабелей, которые соединены между собой с одного конца последовательно, а с другого - параллельно. Трансформатор имеет коэффициент трансформации 1 :4. Геометрическую длину симметрирующего трансформатора выбирают с учетом влияния диэлёк- трика отрезков линий, как об этом уже говорилось выше. Так, например, для телевизионного кабеля КАТП с изоляцией из полиэтилена (е=2,3) геометрическая длина четвертьволнового отрезка должна быть bV2,3=1,52 раза меньше электрической длины (см. номограмму № 30). В заключение-отметим еще один симметрирующий трансформатор для согласования симметричного вибратора с коаксиальным кабелем. Устройство показано на рис. \3(10) и состоит из двух отрезков коаксиального кабеля длиной соответственно ЗЛ/4)/е иХ/4 \/г - Как и U-колено, этот трансформатор обладает резонансными свойствами и работает в узкой полосе частот. 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 |