4* и - Ло (Ао-длина волны в кольцевой линии на центральной

частоте). Кольцевой мост работает следующим образом. При возбуждении моста с любого из плеч по кольцевой линии распространяются две электромагнитные волны навстречу друг другу. Сечения, где электромагнитные волны синфазны или противофазны, соответствуют местам подключения входных (выходных) линий. Таким образом, при возбуждении моста с плеча / сигналы поступают в плечи 2 и 5 и сдвинуты друг относительно друга на 180°, в плечо 4 сигнал не поступает. При возбуждении моста с плеча 2 сигналы поступают в плечи 1 тл 4-я сдвинуты относительно друг друга на 180°, в плечо 3 сигнал не поступает. При возбуждении моста с плеча 3 в плечи / и 4 поступают синфазные сигналы, в плечо 2 сигнал не поступает. При возбуждении моста с плеча 4 в плечи 2 п 3 поступают синфазные сигналы, в плечо / сигнал не поступает. Естественно, что такое распространение возбуждающего сигнала возможно при соответствующем выборе волновых сопротивлений кольцевой цепи и только для центральной частоты. Параметры рассеяния моста, полученные методом четного и нечетного возбуждений, имеют вид:

33 -

34 =

5l3 =

44 ~ -2 (22 + 5г2); 21 =(5n - Sii); 43 = 2 (-гг - S22);

31 = -24 = ii - 9- (5li f 5 n);

= зз = S

9- (5l2 -S12),

(2.1-7)

где S-\2 = -i2\\[\+A + B + i{C + E)]-\ Sf, = [1-Л-в + -f/DjIl +A + B + i{C + E)r\ St, = [\-A-B-iD\[\+A+B+ + /(С + £)Г; 572 = -/2У,--е[!+Л-В-/(С-£)г1; Sn = = [\-A + B~iD\[\+A-B-\{C-E)\-\ ST2 = [\-A + B + + jD]ll+A-B-i{C-E)]-; A=Yl-YUg-tg; В =Y,Y,

X ctg e(tg 16+ tg Ij ; С = Y, (tg 3 + tg I): D = (tgl -tg в); E = -2Y, ctg 6; Y, = zjz,; Y, = zjz,; 6 = (1 + 6); б = A /o;

6= A /0 -относительная частотная расстройка; /о-центральная частота.

При в = я/2 (соответствует центральной частоте)

= = S = S = (l-Yl-Yl)(l + Yl + Yl)-; S ==S = j2Y,0 + Yl + Ylr\

- Si, = s.,

. --\2Y[\ + Y\ + Y\r\

41 = 23 = -32 = .

S =-S, = ~\2Y,(\-Y\-VY\r\

(2.18)

Условие идеального согласования всех плеч для центральной частоты

l K? Fl=0. (2.19)

При выполнении условия (2.19) получаем 5ц = = S33 = S44 = 0;

5,2 = 521 = -5з4 = -5*3= \Y = /VZi; У (2.20)

5l3 = 5з1 = 24 = = -\Yi = /Zo/Z2.

Используя формулы (2.18) -(2.20), запишек

15,21 = Zo/z, = F,; 5i31 = Z0/Z2 = F2;

АдС/ = - -

Z, = ZoK /СдС/ + 1, Z2-Z0

Пример 6. Рассчитать кольцевой мост. Задан коэффициент передачи из плеча / в плечо 2 La,. Из формулы 20 1£ S211 = Lai определяем ( Su ( = == iCai/ - Вычисляем SjaJ = / l - S12 Р и находим

Задаемся сопротивлением и вычисляем

г1=г„ (дс; + 1 ; г2=г„

К

и геометрические размеры отрезков линий передачи.

Частотные характеристики кольцевого моста построены на рис. 2. 9, в.

Двухшлейфный ответвитель (рис. 2.10) отличается от кольцевого моста тем, что между плечами 1-2 включен отрезок линии длиной Ао/4. При возбуждении ответвителя с плеча / (3) сигнал распределяется между плечами 5 и (/ и 2), а в плечо 2 (4) сигнал не поступает. При возбуждении ответвителя с плеча 2 {4) сигнал распределяется между плечами 5 и (/ и 2), в плечо / (5) сигнал не поступает. Сигналы, поступающие в плечи 3 тл 4, 1 к 2 при возбуждении ответвителя с плеч 1 (3), 2 (4), сдвинуты друг относительно друга на 90°. Параметры рассеяния двухшлейфного ответвителя определяются из соотношений (2.17) при замене в них ® -g. Сделав такую замену, получим 2 4-13 33

A=Yl-Y!tg-l-: 5=ny,ctge2tg; C= Fi2tg; D = 0; E==-2Y,dge; St2 = -j2Y,-rl-[\ +A + B + j(C + £)]-!;

512 =

5 =

sin 8

5J2 = [1-Л-й1[1 +A + B + j(C + E)]-\ [ 1 + Л - S - / (C- £)!-!;

521 = (1-Л + 5)[1 +Л-5-/(С-£)Г;

12 = ii = = 43= jii - Sii);

13 = -З! = 24 = 42 = 4- ( 2 + 12);

54 =

41 = 23 = 32= (Sl2-Sl2).

(2.21)

Ha центральной частоте в = я/2 получаем A=yl - Yi, В = 0; C=2Y,; D = 0; £ = 0; S = S = S = S, = (I-Yl + Yl)(1 + + Yl- Yl) [(1 + F2 - Yl) + 4У?]-ь S = 5,1= 5з4= 43= -/ 27 x X (1 - + Yl) [(1 + -11) + 4 К?гь = 5з,= S = 5 =

= /2У, {l + Yl- Yb [(1 + - Yb + 4У?1-ь 5, = S = 5,3 = = S3, = -4 r J( 1 + Fl - K?) + 4F?l-i.

Идеальное согласование со всех плеч двухшлейфного ответвителя достигается при выполнении условий

1 К^- у?=0; l + Yl - Yl = 0.,

Для условия (2.22)

11 = = 33 = 44 = 0;

(2.22) (2.23)

- - S34 - 43 - 0; 13 = 31 = 5,4 = S42 = jY 2;

14 = 41 = S23 = S32 = -YiY. 2

Для условия (2.23)

11 = 22= 5зз = S44 = 0; 5i2= 5.21 = 5з4 = 53 = -jY 1; 5i3 = 5з1 = 524 ~ 52 = 0;

(2.24)

5i4 .- 5j, - 5.2.4 - 5а.2- Fa к

41

Коэффициент деления ответвителя

Yl = zJZy, Га = го/22. 34

(2.25)

(2.26) (2.27)

О i0,2 ±0,4 ±0.6 ±0,8 If

-0,8 -0,4

L 30

±0,2 ±0,4 ±0,6 ±0,8 (f

Рис. 2.10. Схема (a), топология (б) и частотные характеристики (в) двухшлейфного ответвителя

Установим связь между модулями коэффициентов передачи, про-водимостями, волновыми сопротивлениями и коэффициентом деления, используя формулы (2.20)-(2.27):

I .. = ?.=I 1= Й=? - lfe(=к= 5 - К' ---

2l =

г

Рис. 2.11. Схема (а), топология Со) моста из сочленных квадратов и схема (в), топология (г) модифицированного кольцевого моста

f/cT 4

о 0.2 0,4. 0,6 0.8 ttf

о 0,2 0,4 0,6 0,8 ±е

о 0,2 0,4 0,6 0,6 ±(Г

Рис. 2.12. Частотные характеристики моста из сочленных квадратов

Пример 7. Рассчитать двухшлейфный ответвитель. Задан коэффициент передачи из плеча / в плечо 2 L. Из формулы 2Q \g\ 8ц= определяем

IS2, 1= 10 <2i/20)- Находим I Sii ( = 1/1 I Р . Вычисляем К^и =

Нет

О 0,2 OA 0,6 0,8 td

L 30

20 W

0,2 0.4 0,6 0.6 ttt

0 0.2 0,i 0,6 0,8 -V

Рис. 2.13. Частотные характеристики модифицированного кольцевого моста Задаемся сопротивлением Zo. определяем

И геометрические размеры отрезков линий передач.