Трансформатор СВЧ

Трансформа'тор СВЧ, трансформатор полного сопротивления, устройство для преобразования полного электрического сопротивления СВЧ линии передачи (полого или диэлектрического радиоволновода, коаксиальной длинной линии, полосковой линии) с целью согласования её с нагрузкой либо, наоборот, для получения требуемого их рассогласования. Применяется в сверхвысоких частот технике. К Т. СВЧ относят также устройства для преобразования типов волн в радиоволноводах.

  Согласующее (рассогласующее) действие Т. в большинстве его конструкций основано на использовании трансформирующих свойств отрезков линии передачи, в которых имеются неоднородности. Последние вызывают отражения (возмущения) волн, что приводит к изменению эквивалентных активного и (или) реактивного сопротивлений соответствующего участка линии передачи. Для создания неоднородностей применяют штыри, диафрагмы, короткозамкнутые шлейфы, диэлектрические втулки, стыки радиоволноводов, имеющих различные размеры поперечного сечения, и т.д.

  В общем случае Т. можно рассматривать как пассивный линейный четырехполюсник с распределёнными параметрами, обладающий пренебрежимо малыми потерями, вход которого подключен к генератору (источнику СВЧ энергии), а выход — к нагрузке. Входное сопротивление Zвх такого четырехполюсника зависит от волнового сопротивления r отрезка волновода (линии), его длины l, рабочей длины волны в волноводе l и полного сопротивления нагрузки Zн. Варьируя эти величины, получают необходимую трансформацию полного сопротивления. Например, если l = , то Zвх = r2/Zн; в случае чисто активной нагрузки Zвх = Rвх = r2/ Rн тоже чисто активное. Такой — так называемый четвертьволновый — Т. (рис. 1, а, б) применяют для согласования двух линий с разными r. Если величина согласуемой нагрузки изменяется в широких пределах, используют короткозамкнутые шлейфы (Zн = 0, Zвх = jrtg2p/l), длину которых регулируют, например, при помощи поршня. Существуют 1-, 2- и 3-шлейфовые Т. (рис. 1, б). Вместо шлейфов нередко применяют так называемые реактивные штыри (рис. 2), диэлектрические втулки (рис. 1, г), диафрагмы. Распространены Т., выполненные на основе двойного тройника с замкнутыми накоротко Е- и Н-плечами (рис. 1, д).

  Степень согласования при помощи Т. характеризуется величиной коэффициента стоячей волны (КСВ). Как правило, согласование считают удовлетворительным, если КСВ ~1,2—1,3 (при проведении точных измерений 1,05—1,1). Существуют Т. с фиксированными параметрами и настраиваемые. Настройка Т. обычно производится по максимуму мощности, поступающей в нагрузку (точную настройку осуществляют с применением измерительной линии или панорамного измерителя КСВ). Различают Т. узкополосные (у которых при перестройке КСВ остаётся ниже заданного уровня в полосе частот шириной не свыше 1% от средней частоты) и широкополосные (5—10% и более).

  Т. СВЧ для преобразования типов волн выполняют в виде согласованных (КСВ £ 1,2) переходов — коаксиально-волноводных, полосково-волноводных, волноводно-волноводных. Основной элементы таких Т. — возбудители волн определённых типов (металлические штыри, щели, решётки различной конфигурации) и устройства для подавления волн нежелательных типов (плавные протяжённые переходы, поглотители, фильтры и т.п.).

  Лит.: Лебедев И. В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 1, М., 1970; Валитов Р. А., Сретенский В. Н., Радиотехнические измерения, М., 1970.

  В. Н. Сретенский.

Большая Советская Энциклопедия (ТР) i009-001-242775205.jpg

Рис. 2. Внешний вид трёхштыревого волноводного трансформатора: 1 — волновод; 2 — головки микрометрических винтов для регулирования глубины погружения штырей в волновод; 3 — соединительные фланцы.

Большая Советская Энциклопедия (ТР) i010-001-245425013.jpg

Рис. 1. Трансформаторы СВЧ: четвертьволновые с фиксированным сопротивлением — коаксиальный (а) и волноводный (б); перестраиваемые — коаксиальный двухшлейфовый (в), коаксиальный с диэлектрическими втулками (г); волноводный на основе двойного тройника (д); 1, 2 — перемещаемые поршни; 3, 4 — перемещаемые диэлектрические втулки; 5 — Н-плечо; 6 — вход трансформатора; 7 — Е-плечо; 8 — вход трансформатора; D — диаметр наружного проводника коаксиальной линии; d1, d2 и d — диаметры внутреннего проводника коаксиальной линии соответственно со стороны генератора, нагрузки и на трансформаторном участке; b1, b2 и b — размеры меньшей стороны поперечного сечения прямоугольного волновода соответсвенно со стороны генератора, нагрузки и на трансформаторном участке; l — расстояние между центрами диэлектрических втулок; l — рабочая длина волны в линии; e — диэлектрическая проницаемость; пунктирными прямоугольниками отмечено положение перемещаемых поршней в Е- и Н- плечах тройника.

Трансформатор силовой

Трансформа'тор силово'й, электрический трансформатор, служащий для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях энергетических систем, в радиотехнических устройствах, системах автоматики и др. и работающий при постоянном действующем значении напряжения. Частота тока Т. с. в большинстве стран, включая СССР, равна 50 гц, в США и некоторых других странах — 60 гц. Т. с. представляет собой наиболее распространённый класс трансформаторов. Построены (к 1975) Т. с. мощностью до 1300 Мва и напряжением до 750 кв. Подробнее см. в ст. Трансформатор электрический.

Трансформатор тока

Трансформа'тор то'ка, измерительный трансформатор электрический, предназначенный для измерения и контроля больших токов с использованием стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля. Одновременно Т. т. служат для изоляции аппаратуры от потенциала сети, в которой производится измерение (контроль). Т. т. подразделяются на трансформаторы переменного тока (обычно их называют просто Т. т.) и трансформаторы постоянного тока.

  Первичная обмотка (ПО) трансформатора переменного тока (см. рис. 2, а, б) состоит из одного или нескольких (w1) витков провода относительно большого сечения и включается последовательно в цепь измеряемого (контролируемого) тока. Вторичная обмотка (ВО) состоит из большого числа (w2) витков провода сравнительно малого сечения; к ней подключают приборы и устройства с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением (амперметры, счётчики, реле и т.п.). Отличительной особенность Т. т. — независимость тока I1 в ПО от режима работы ВО (практически ВО короткозамкнута). Первичная магнитодвижущая сила I1w1 уравновешивается магнитодвижущей силой Iw1, возбуждающей основной магнитный поток в сердечнике, и магнитодвижущей силой I2w2, определяющей размагничивающее действие тока I2. В нормальных условиях работы Т. т. Iw1 обычно составляет 1—3% от I1w1, то есть I1w1 » I2w2. Последнее соотношение позволяет (при известном трансформации коэффициенте) определять большой ток I, измеряя относительно слабый ток I2. Поскольку Iw1 всё же отлична от нуля, найденная величина I1 имеет погрешность по току (определяемую относительной величиной Iw1) и погрешность по углу (определяемую сдвигом фаз токов I и I2). В некоторых Т. т. (компенсированных) производится компенсация погрешностей измерения. Номинальное значение тока I2 у большинства Т. т. равно 5 а. В силу того что Т. т. используют в цепях, в которых возможно возникновение токов короткого замыкания, к обмоткам таких трансформаторов дополнительно предъявляют требование кратковременно выдерживать токи, существенно превосходящие номинальные.


Перейти на страницу:
Изменить размер шрифта: