Широкополосное согласование с помощью фильтров

 

Рис.14.40

 

Затухание, вносимое фильтром отражающего типа на любой частоте, опре­деляется в основном отражением потока энергии от его входа. Поскольку для реак­тивного четырехполюсника без потерь справедливо равенство , то для фильтра отражающего типа частотная зависимость коэффициента отражения от входа имеет такой же вид, как и АЧХ вносимого затухания (см. рис.14.25). На этом основании фильтры отражающего типа применяют для согласования комплексных нагрузок с линией передачи. При этом реактивное со­противление нагрузки рассматривается как последний элемент эквивалентной схе­мы полосового фильтра. Полоса пропускания фильтра является полосой согласо­вания нагрузки с линией передачи. Предположим, что требуется согласовать линию передачи с волновым сопротивлением Z_B с нагрузкой Z_H, эквивалентная схе­ма которой показана на рис.14.41. В данном случае согласующим

 

Рис. 14.41

устройством, включаемым между линией и нагрузкой, является полосовой фильтр, последний параллельный контур эквивалентной схемы которого образован емко­стью нагрузки С_н и подключаемой ей параллельно индуктивности L_n. Величина L_n определяется с помощью формулы где f₀- средняя частота требуемой полосы согласования. Поскольку С_n и R_H заданы, то последний контур экви­валентной схемы полосового фильтра должен иметь при этом нагруженную доб­ротность, определяемую по формуле [29] Поэтому доброт­ности всех остальных контуров в схеме полосового фильтра Q₁, Q₂, ....., Q_n-1 следует определять из условия получения полосового фильтра с требуемой АЧХ (14.16), причем последний контур эквивалентной схемы фильтра имеет заданную доброт­ность. Но как видно из (14.16), (14.9) или (14.10), добротность каждого контура эк­вивалентной схемы фильтра однозначно связана с полосой пропускания f_B-f_H и величиной В_ф1 или соответствующей ей максимальной величиной коэффициента отражения Г_max от входа фильтра в этой полосе. Поэтому если добротность хотя бы одного контура задана, то между полосой пропускания фильтра и величиной Г_тах существует вполне определенная связь, естественно разная для фильтров с раз­ными видами АЧХ. Например, для максимально плоского полосового фильтра, ис­пользуя приведенную здесь формулу для Q_n, а также формулы (14.16) и (14.9), можно записать выражение

(14.19)

Из (14.19) вытекает, что при заданной комплексной нагрузке, чем меньше ве­личина B_Ф1 (чем меньше Г_max), тем уже полоса согласования и наоборот. Как пока­зано в [56], для каждой комплексной нагрузки существует максимально достижимая полоса согласования, зависящая от требуемого уровня согласования. Эта полоса тем больше, чем ниже уровень согласования, и наоборот.

Конец