192934. lajstromszámú szabadalom • Koaxális tápvonalból kialakított, 1:2 impedancia áttételü szélessávú nagyfrekvenciás transzformátor
3 192934 4 A találmány tárgya koaxiális tápvonalból, kialakított 1:2 impedancia áttételű szélessávú nagyfrekvenciás transzformátor. A nagyfrekvenciás technikában a különböző impedanciájú áramköröket egymáshoz impedancia transzformátorokkal illesztik. A különösen nagyobb frekvencia tartományban a transzformátorokat elosztott paraméterű hálózatokból különösen tápvonal elemekből építik fel. Ezek a tápvonal elemek különböző hullámellenálláBÚak lehetnek, ób hosszuk az alkalmazott nagyfrekvencia hullámhosszával vannak arányban. Egy ilyen széles körben alkalmazott impedancia transzformátor egy negyed hullámhosszú tápvonal, amelynek a hullémellenállása a két illesztendő impedancia mértani közép arányosa. Ennek a transzformátornak az a hátránya, hogy a pontos impedancia illesztés cBak azon a frekvencián jön létre, amelynél a tápvonal villamos hossza negyedhullám hosszúságú. További hátrány, hogy az ultrarövid hullámú tartományban viszonylag hosszú tápvonalak adódnak, ami a helyfoglalás Bzempontjábóll hátrányos lehet. Impedancia illesztésre használatosak még az egy tápvonalszakasz adott helyén párhuzamosan kapcsolódó, rövidzárt hangolócsonkok, amelyek szintén csak diszkrét frekvenciákon biztosítják a megfelelő illesztést. Szélessávú illesztésre ezidő szerint csak olyan közelítő megoldások ismeretesek, amelyek lényegében a fentebb említett elemekből felépített bonyolult hálózatból állnak, éB ahol az egyes hangolócsonkok, vagy transzformátor elemek az átviteli sáv különböző frekvenciáira vannak hangolva. Ilyen megoldásokkal - a gyakorlatban elviselhető méretek mellett - CBak legfeljebb kétszeres frekvencia étfogású sávszélesség érhető el. Szélessávú impedancia transzformátorokra szükség van a szélessávú nagyfrekvenciás ^nagyteljesítményű erősítőknél is. Ezek a korszerű erősítők félvezetős, elsősorban tranzisztoros erősítők, amelyek erősítő modulokból épülnek fel. Az erősítő modulok bemenetén a vezérlő jelet az egyes modulok között szét kell osztani, illetve kimenetükőn a felerősített jelet újból összegezni kell. Ezekben a szétosztó illetve összegző áramkörökben van szükség olyan impedancia transzformátorokra, amelyek viszonylag nagy frekvenciatartományt fognak át, és impedancia áttételük egésszámű többszörös, általában párosszámú többszörös. A találmány elé célul tűzik ki, egy a bevezetőben említett 1:2 impedancia áttételű szélessávú nagyfrekvenciás transzformátor kidolgozását, amelynek frekvencia átfogása mintegy 45-szörős, ugyanakkor a felhasznált tápvonal elemek hossza az átviteli frekvenciatartomány felső határán mérhető hullámhossznál lényegesen rövidebb. Ily módon a transzformátor méretei kicsik. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt nagyfrekvenciás transzformátorral a találmány szerint úgy értük el, hogy a kisebb impedanciáé csatlakozásra egy első tápvonal egyik végének belső ere és külsővezetője valamint egy második tápvonal egyik végének belső ere csatlakozik, egy harmadik tápvonal egyik végének belső ere a második tápvonal egyik végének külső vezetőjével \an összekötve, külső vezetője földelve van, a második és harmadik tápvonal másik végének belső erei össze vannak kötve és csatlakoznak az első tápvonal másik végének külső vezetőjéhez. A második és harmadik tápvonal násik végének külső vezetői földelve vannak. Az első tápvonal másik végének belső ere, és a föld alkotja a nagyobb impedanciás csatlakozást. Az első, második és harmadik tápvonal villamos hosszai egyenlők. Ezzel a felépítéssel szélessávú impedancia transzformáció hozható létre. Az átviteli sáv felső határét az áwitelí csillapítás úgy szabja meg, hogy 3 decibel lesz a csillapítás azon a frekvencián, amelyen az egyes tápvonalak hosszúsága negyedhullámhosszúságú lesz, vagyis ahol a tápvonalak két vége közötti fáziskülönbség 90^-ot ér el. Minél kisebb a fáziseltérés 90^-nál, annál kisebb lesz a transzformátor átviteli csillapítása. Megengedett átviteli csillapítás nagysága meghatározza, az adott hosszúságú tápvonal esetén elérhető maximális átviteli frekvenciát. Az átviteli tartomány alsó határfrekvenciáját az első és második tápvonal külső vezetője két vége közötti induktivitásának a tápvonal hullámellenállásához képesti viszonya határozza meg. Minél nagyobb ez az induktivitás érték, a tápvonal hullámellenállásához képest, annál kisebb frekvencián jön létre 3 db nagyságú átviteli csillapítás. A találmány szerinti szélessávú nagyfrekvenciás transzformátornál az első és második tápvonal hullámellenállása úgy méretezhető, hogy az a két csatlakozó oldal hullánellenállésának mértani középarányosa. Egy előnyős kiviteli alak szerint a tápvonalak villamos hossza az alkalmazott legnagyobb frekvencián mérhető hulllámhoasznak legfeljebb 0,1-szerese. Ilyen tápvonal hossz mellett a transzformátor járulékos átviteli csillapítása néhány tized dB-en belül tartható. Annak érdekében, hogy az átviteli tartomány alsó frekvencia határát minél kisebb ériékre hozhassuk, és ezáltal minél nagyobb átviteli sávszélességei érjünk el, a találmány szerint az elBŐ és második tápvonal egy-egy ferritgyűrűre toroid tekercsként fel van tekercselve. Ezzel a megoldással elérhető, hogy az első és második tápvonal külső vezetőjének a két vég közötti induktivitása jelentősen megnő. A találmány szerinti transzformátor egy előnyös kiviteli alakjánál mindegyik tápvonal azonos. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
