Замыкание полюсов отрезка линии по горизонтали

Два варианта замыкания полюсов линии по горизонтали изоб­ражены на рис. 2.16, а, б; они соответствуют горизонтальному и вер­тикальному положениям отрезка линии. На практике с целью пре­дельного укорочения короткозамыкающего провода НВЛ свертыва­ют в кольцо (рис. 2.17, а, б). В результате реализуется 2х2-полюсная подсхема, содержащая НВЛ во внутренней цепи; это легко проследить на рис. 2.16, а, б; токи в полюсах входа и выхода попар­но равны и противонаправленны (вход и выход во всех устройствах нагружены на сопротивления нагрузки R» и генератора Rr, в то время как внутренняя цепь является НВЛ (токи во всех по­люсах отрезка линии различные).

Замещая НВЛ в схеме 2.16, а, полным четырехугольником (рис. 2.18) и выполняя топологические преобразования, приводим схему рис 2.18 к виду П-образного 2Х2-полюсника (рис 2.19), который описывается а-матрицей (2.28.)

Схемы замыкания по горизон­тали полюсов лини

Кольцевые вари­анты реализации схем

а—рис. 2.16,а; б—рис. 2.16,б

Рис.2.17

К замене НВЛ полным че­тырехугольником в схеме рис. 2.16,а

Рис. 2.18

Схема рис. 2.18, преобразо­ванная к виду П-образного

 2Х2-по-люсника

Рис. 2.19

Учитывая (2.26) и (2.27), находим

,                        (2.34)

.    (2.35)

Подставляя (2.34), (2.35) в (2.28), получаем а-матрицу устрой­ства с короткозамкнутыми нижними (верхними) полюсами при го­ризонтальном расположении НВЛ (рис. 2.16,а)

,                  (2.36)

 .

Зависимость рабочего затухания от частоты, соответствующая (2.36) изображена на рис. 2.20 при k=0,5. Из рисунка можно заключить, что .при коротком замыкании концов одного из проводов линии рис. 2.16,а ее рабочее затухание меняется незна­чительно. Этот результат имеет существенное практическое зна­чение: можно заземлить оба конца одного из проводов линии (это бывает необходимо по схемотехническим соображениям), не опа­саясь ухудшения параметров устройства. На низких частотах ( ) матрица (2.36) превращается в матрицу прямого соединения.

Частотная характери­стика рабочего затухания схе­мы рис. 2.16,а

Рис. 2.20

К замене НВЛ пол­ным четырехугольником в схе­ме рис.2.16,б

Рис 2.21

 Схема рис. 2.21, пре­образованная к виду П-образного 2Х2- полюсника

 Рис 2.22

 Частотная характери­стика рабочего затухания схе­мы рис. 2.10,6

Рис 2.17

Переходим к анализу аналогичного устройства, в котором отре­зок линии расположен вертикально (рис. 2.16,б). После замеще­ния НВЛ полным четырехугольником (рис. 2.21) и топологиче­ских преобразований получаем П-образную схему рис. 2.22, в котрой

,                     (2.37)

.   (2.38)

Подставляя значения  и  в (2.28), находим а-матрицу вер­тикальной линии с короткозамкнутыми нижними (верхними) по­люсами

,               (2.39)

.

Соответствующая этой матрице частотная зависимость рабоче­го затухания приведена на рис. 2.23 сплошной линией. Вариант расчета при  показан на этом же рисунке штриховой линией. При  перекрытие диапазона устройства будет увели­чиваться, а длина  - уменьшаться. Зависимость основных па­раметров устройства рис. 2.16,б от k дана в табл. 2.2.

Здесь х - перекрытие диапазона пропускания;  - минималь­ное рабочее затухание в диапазоне пропускания;  - его длин­новолновая граница;  - относительная длина устройства.

Таблица 2.3

Зависимость параметров рис. 2.16,б от коэффициента магнитной связи k

k	x	, дБ	, рад
0,85 0,90 0,95 0,99	3,9 5,1 8,4 31,9	1,552 0,977 0,460 0,088	0,225 0,170 0,097 0,025	0,035 0,027 0,015 0,004

При увеличении коэффициента магнит­ной связи про­дольные габаритные размеры умень­шаются, а перекрытие диапазона x увеличивается.