Замыкание полюсов отрезка линии по диагонали

 

Два варианта замыкания полюсов линии по диагонали показа­ны на рис. 2.9, а, б; они соответствуют горизонтальному и верти­кальному положениям отрезка линии. Отрезок провода, осуществ­ляющий замыкание, должен быть предельно коротким; с этой целью на практике линии свертывают в кольцо (рис. 2.10, а, б) или наматывают на тороид (рис. 2.10, в).

 

Схема замыкания по диагонали полюсов линии

а) – горизонтальной; б) - вертикальной

Рис. 2.9

Варианты реализации схем

      

а, б) – кольцевой; в) – тороидальной

Рис. 2.10

 

К замене НВЛ "полным четырехполюсником"

а) – в схеме 2.9, а; б) – в схеме 2.9, б

Рис 2.11

 

Замыкание полюсов линии по диагонали реализует 2Х2-полюсное устройство, содержащее НВЛ во внутренней цепи, что видно из рассмотрения токов на рис. 2.9, а, б. Токи в полюсах входа и вы­хода устройства попарно равны и противонаправленны, в то время как внутренняя часть устройства—отрезок линии является НВЛ (все токи в полюсах линии различные). Замещаем НВЛ полным четырехугольником, включенным так же, как ранее включалась НВЛ (рис. 2.11, а, б). После топологических преобразований оба устройства (рис. 2.11) можно привести к одному и тому же П-образному 2Х2-полюснику (рис. 2.12); его а-матрица

 

 ,                                        (2.28)

 

где проводимости y₁, y₂, y₃ показаны на рис. 2.13.

 

Схемы рис. 2.11, а, б, преобразованные к виду П-образного 2х2-полюсника

Рис. 2.12

 

Схема симметричного П-образного 2х2-полюсника канонического вида

Рис. 2.13

 

Сопоставляя рис. 2.12 и 2.13, находим

 

 ,                                        (2.29)

 .                                      (2.30)

 

Подставляя (2.29), (2.30) в (2.28), получаем а-матрицу устройст­ва, в котором внутренняя НВЛ образуется замыканием двух по­люсов по диагонали

 

,       (2.31)

.

 

Зависимость рабочего затухания от частоты, найденная в со­ответствии с (2.13), приведена на рис. 2.8; коэффициент магнитной связи между проводами НВЛ k = 0,9. Отметим, что по­лученная зависимость характерна для фильтра верхних частот. Можно показать, что рассматриваемое устройство по сравнению-с отрезком регулярно включенной линии той же длины дает фазо­вый сдвиг я и на всех частотах. Таким образом, областью приме­нения рассматриваемого устройства является частотная селекция и (или) инверсия фазы.

	Частотная характеристика рабочего затухания схем рис. 2.9, а,б		Идеализированная схема рис. 2.9, а, б

 

 

	Рис. 2.15

Рис. 2.14

 

Существенно, что при увеличения k область пропускания рас­ширяется в сторону низких частот (т. е. в сторону =0). Таким образом, увеличение магнитной связи между проводами НВЛ обес­печивает уменьшение его длины (по сравнению с наиболее длинной волной полосы пропускания); этот результат иллюстрируется данными табл. 2.2.

Таблица 2.2

Зависимость длины устройства рис. 2.9, а, б от k

K	0,85	0,90	0,95	0,99
	0,054	0,035	0,011	0,0064

 

Из таблицы видно, что увеличение коэффициента магнитной связи от 0,85 до 0,99 уменьшает продольные габариты рассматри­ваемого устройства в 9 раз. В предельном случае  (область низких частот) и  (полная магнитная связь) а-матрица (2.31) принимает вид

 

 ,                                     (2.32)

 

где  - собственное индуктивное сопротивление од­ного из проводов линии длиной l, Гн.

 

Частотная зависимость рабочего затухания, найденная с помо­щью (2.32), изображена на рис. 2.14 штриховой линией. Из нее вид­но, что область применения приближенной а-матрицы (2.32) состав­ляет , т. е. .

Продолжая идеализацию, полагаем k = 1. В этом случае (2.32) приобретает вид

 

 ,                                               (2.33)

 

что соответствует схеме рис 2.15.