Замыкание полюсов отрезка линии по диагонали с одновременной изоляцией одного из них

 

Два варианта такого устройства, соответствующие горизонталь­ному либо вертикальному расположению отрезка НВЛ в устрой­стве, показаны на рис. 2.24,а,б. С целью предельного укорочения короткозамыкающей диагонали на практике НВЛ свертывают в кольцо (рис. 2.25,а,б). Получаем 2х2-полюсную подсхему НВЛ, которая может служить согласующим устройством.

 

Схема замыкающей по диагонали полюсов линий при одновременной изоляции одного полюса

Рис. 2.24

Кольцевые варианты реализации схем

а – схема рис. 2.24,а

б – схема рис. 2.24,б

Рис. 2.25

 

К замене НВЛ полным четырехугольником в схеме рис. 2.24,б

 

Рис. 2.26

 

Схема рис. 2.26, преобразованная к виду П-образного 2Х2-полюсника

Рис. 2.27

Схема несимметричного П-образного 2Х2-полюсника канонического вида

Рис. 2.28

 

Частотная характеристика рабочего затухания схем рис. 2.24,а,б

Рис. 2.29

 

Направление токов, показанное на рис. 2.24, а, б во внутренней и внешней части устройства, подтверждает, что внешняя цепь уст­ройства является 2Х2-полюсником, а внутренняя часть (НВЛ) — 4Х1-полюсником. Рассмотрим вариант с вертикальным располо­жением НВЛ (рис. 2.24,6). Замещая последнюю полным четырех­угольником, получаем схему, изображенную на рис. 2.26. После топологических преобразований приводим ее к виду рис. 2.27, в упрощенном виде — рис. 2.28. Последняя описывается а-матрицей

 

 ,                           (2.40)

 ,                       (2.41)

 .     (2.41)

 

Отсюда

 

 .                 (2.42)

 

Частотная зависимость рабочего затухания рассматриваемого устройства (оно относится к согласующим устройствам), найденная в соответствии с (2.42), приведе­на на рис. 2.23. При увеличении коэффициента магнитной связи между проводами НВЛ зависимость, изображенная на рис. 2.29, расширяется в сторону малых значений . Иначе говоря, габарит­ные размеры согласующего устройства уменьшаются, а широкополосность увеличивается. Это иллюстрируют данные табл. 2.4.

Таблица 2.4

Зависимость параметров устройства рис. 2.24 от k

k	X	, дБ	, рад
0,85 0,90 0,95 0,99	5,15 7,50 13,4 32,8	0,012 0,006 0,002 0,0005	0,26 0,17 0,09 0,035	0,041 0,027 0,014 0,005

 

Из табл. 2.4 следует, что увеличение коэффициента магнитной связи k от 0,85 до 0,99 увеличивает перекрытие диапазона х в 6,4 раза при одновременном уменьшении продольных размеров в 8,2 раза. В предельном случае  (область низких частот) матрица рассматриваемого устройства упрощается

 

 .                     (2.42)

В (2.42) величина  имеет смысл собственного индуктив­ного сопротивления одного провода линии. Частотная зависимость рабочего затухания, найденная с помощью (2.42), изоб­ражена на рис. 2.29 штриховой линией. Из рис. 2.29 следует, что приближенную теорию можно применять в интервале  рад, т. е. при . Если, продолжая идеализацию, положить k=1, то а-матрица (2.42) упрощается еще более

 

 .         (2.43)

 

Таким образом, в низкочастотном диапазоне при сильной маг­нитной связи между проводами НВЛ рассматриваемое устройство можно представить в виде идеального трансформатора с n=1:2, зашунтированного собственным индуктивным сопротивлением од­ного из проводов ( ).