Кабель трансформаторы волнового сопротивления представляют собой устройства, предназначаемые для согласования сопротивлений. Они имеют определенные электрические свойства. Чаще всего используют разновидности четырехволновые экспоненциальные, однако иногда применяются двухпроводные варианты и полувольтные. Обязательно просчитывают такие технические характеристики, как мощность, диапазон частот и предельные показатели мощности.
Что такое коаксиальный трансформатор
Коаксиальный трансформатор представляет собой довольно простое с технической точки зрения устройство. Он является эквивалентным понятием трансформирующей полосы. Является по сути последовательным трансформатором кабельного типа. Все эти особенности привели к тому, что даже в научных кругах нет укоренившегося названия для коаксиального трансформатора. В литературе и заметках радиолюбителях можно встретить обозначения — трансформирующая линия, тс сопротивления, оборудование последовательного типа сборки. Это идентичные приборы, только под разными именами.
Коаксиальный трансформатор по своей сути является определенным отрезком общей. Он имеет определенные электрические свойства, благодаря которым происходит эффект. Наблюдается согласование мощностей в коаксиальном тракте.
Выделяют несколько видов оборудования из коаксиального кабеля. Самые распространенные из них — четыреволновые. Это простейшие механизмы, которые являются отрезками СВЧ линий с длиной одна четверть от всей возбуждаемой части отрезка. При этом укорачивание не учитывается при подсчете. Расчет производится максимально просто, так как числа на входном участке обратно пропорциональны нагрузке, которая испытывается на входе.
Менее популярны экспоненциальные трансформаторы. Эти устройства по сути являются полосами, которые регулируют нарастание и ослабевание в соответствии с физическими законами экспоненты. Они удобны во время использования, так как наблюдается широкий диапазон частот. Притом смена сопротивления идет благодаря изменению диаметра проводника. Зная особенности видов трансформатора можно понять смысл самого прибора. Он необходим для согласований. Пути разрешения этой проблемы различные (в зависимости от типа работы механизма), но суть остается такой же.
Разновидности
Как уже говорилось выше предназначение у кабеля трансформатора волнового сопротивления идентичное. Меняются лишь способы согласования. В зависимости от этого показателя выделяют несколько видов кабелей.
Полуволновый
Полуволновые кабели используются отрезки линии передач, кратные половине длины волны. Используются для согласования довольно сильно различающихся критериев. При этом не требуется добиваться точности расчета длин трансформаторных линий и симметричности конструкций.
Свойства проявляются только при работе на одной частоте. При потере длины происходит проведение реактивной составляющей. Она в свою очередь приводит к смещению графика волнового потенциала, изменению сопротивления входа.
Четвертьволновый
Четвертьволновой трансформатор является самой популярной моделью. Дело в том, что это устройство не критично относится к перемещениям длины волны, расчеты мощности происходят максимально быстро.
Представляет собой четвертьволновой тс отрезок СВЧ линии, в котором длина равна четвертой части длины волны, возбужденного состояния. При этом коэффициент укорочения учитывается и на основе этого производятся вычисления.
Сопротивление на входе пропорционально критерию нагрузки. Вычисляется по формуле основного показателя, возведенного в квадрат, деленного на показатель импеданс входа и выхода.
Устройство обеспечивает согласование в полосах, максимальное колебание, в которых составит до двадцати процентов от усредненных показателей частоты. ТС такого типа — это отрезок кабеля, который выполняет все необходимые функции. Но может быть представлен и в виде устройства, собранного из части коаксиальной линии, оснащенной разъемами.
Экспоненциальный
Экспоненциальный трансформатор представляет собой устройство, которое урегулирует показатели в меньшую или большую сторону в зависимости от действия экспоненциального закона. Достигается согласование участком тракта с показателем технической характеристики, которые могут сильно разниться.
Экспоненциальное оборудование широко используется радиолюбителями. Происходит это из-за увеличенного диапазона рабочих частот. Этот диапазон гораздо шире, чем представленный четвертным. Достигаются такие соотношения в результате изменения диаметра центрального проводника. Если линия состоит их двух проводной, то это свойство достигается смещением расстояния между проводниками.
По своему внешнему виду являются устройствами в виде отрезка коаксиальной линии с разъемами. Напоминают конусы по форме, концы сглаженные и округлые.
Технические характеристики устройства
Технические показатели зависят от конструкции. Высчитать конкретные показатели можно только при помощи специальных приборов.
Мощность
Расчет проводится в зависимости от длины используемой волны. Сумматор собирается таким образом, что действие обеих антенн учитывалось. Зачастую для получения необходимой мощности приходится использовать самодельную установку со слепленными параллельным образом кабелями с разными показателями.
Диапазон частот
Формулы частот строятся на основании используемой длины кабеля. Берется полоса в процентах от центральной частоты. ПО расчетным формулам получается, что трансформаторы, к примеру, с длиной 1/4 λ на частоте 436 МГц по КСВ имеют 1.1 45 МГц, по КСВ 1.25 90 МГц, по КСВ 1.6 180 МГц, по КСВ 2.0 270 МГц. Диапазон частот выстраивается по расчету, прямых формул нет.
Номинальные и предельные значения сопротивляемости входа и выхода
Значения определяются также по расчетным формулам, которые создаются в индивидуальном порядке. Показатели отрезка обратно пропорциональны сопротивлению нагрузки. Для расчета значений входа берется во внимание импеданс входа, для выхода — выхода.
Где применяют изобретение
КВ антенны находят широкое применение в радиотехнике. Основная сфера применения — согласование различных антенн с линией питания. Зачастую радиолюбители путают эти устройства с согласующими приборами, которые также выполняются из отрезком четвертьволновых линии. Но принцип работы несколько различается.
Используются кабели тс волнового типа также для полосковой линии. Отношения идентичные, но формулы несколько меняются.
Схемы и особенности построения устройств
Расчет строится на выходных характеристиках модели, которое высчитывается по длине волны, сопротивлению нагрузки и источника. Рассчитывая длины не стоит забывать о коэффициенте укорочения, а также брать во внимание толщину проводника.
Кабель тс волнового сопротивления — новое изобретение, о котором еще мало известно в научных и около научных кругах России и мира. Приборов на его основе представлено крайне мало, по большей части все расчеты и формулы приводят радиолюбители, а не ученые.
