ТРАНСФОРМАТОР

ТРАНСФОРМАТОР СВЧ, трансформатор
полного сопротивления, устройство для преобразования полного электрич.
сопротивления СВЧ линии передачи (полого или диэлек-трич. 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 к-рых 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, диэлектрич. втулки, стыки радиоволноводов,
имеющих различные размеры поперечного сечения, и т. д.

В общем случае Т. можно рассматривать
как пассивный линейный четырёхполюсник с распределёнными параметрами,
обладающий пренебрежимо малыми потерями, вход к-poro подключён к генератору
(источнику СВЧ энергии), а выход - к нагрузке. Входное сопротивление
Zволнового сопротивления
р отрезка волновода (линии), его длины l, рабочей длины
волны в волноводе Ч и полного сопротивления нагрузки ZВарьируя
эти величины, получают необходимую трансформацию полного сопротивления.
Напр., если l = ^Ч/p²/Z= R = р²/Rактивное. Такой-т. н. четвертьволновый-Т.

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; б - вход трансформатора; 7 - Е-плечо;
8
- выход трансформатора; D - диаметр наружного проводника коаксиальной
линии; dи d <- диаметры
внутреннего проводника коаксиальной линии соответственно со стороны генератора,
нагрузки и на трансформаторном участке; bи
b
- размеры меньшей стороны поперечного сечения прямоугольного волновода
соответственно со стороны генератора, нагрузки и на трансформаторном участке;
l<
- расстояние между центрами диэлектрических втулок; X - рабочая длина
волны в линии; е - диэлектричеcкая проницаемость; пунктирными прямоугольниками
отмечено положение перемещаемых поршней в Е- и
Н-плечах тройника.

(рис. 1 ,а, б) применяют для
согласования двух линий с разными р. Если величина согласуемой нагрузки
изменяется в широких пределах, используют коротко-замкнутые шлейфы (Z= 0, Zjptg2пl/Ч), длину к-рых регулируют,
напр., при помощи поршня. Существуют 1-, 2- и 3-шлейфовые Т. (рис. 1,в).
Вместо шлейфов нередко применяют т. н. реактивные штыри (рис. 2), диэлектрич.
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 коэфф. 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
к-рых при перестройке КСВ остаётся ниже заданного уровня в полосе частот
шириной не св. 1% от ср. частоты) и широкополосные (5-10% и более).

Т. СВЧ для преобразования типов волн
выполняют в виде согласованных (KCB<=1,2) переходов - коаксиально-волноводных,
полосково-волноводных, волноводно-волноводных. Осн. элементы таких Т.-
возбудители волн определённых типов (металлич. 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.