Широкополосный трансформатор для согласования низкоомных нагрузок в диапазоне метровых длин волн

Abstract

В работе представлены результаты предварительных исследований возможности разработки широкополосного трансформатора для согласования низкоомных комплексных нагрузок в диапазоне метровых длин волн с использованием связанной линии передачи мощности. Линия передачи выполнена на основе полиимида в виде гибкой печатной платы. Такой подход позволит выполнять широкополосное согласование каскадов с нестандартными величинами входного и выходного импеданса в широком диапазоне длин волн и мощностей за счет возможности определять импеданс проектируемой линии передачи с учетом характера нагрузки. На первом этапе было выполнено компьютерное моделирование трансформатора с коэффициентом трансформации импеданса 4:1 в диапазоне (40–240 МГц) для предельных входного и выходного сопротивления 50 и 12,5 Ом соответственно. Это позволило определить конструктивные параметры линии передачи. Также была предложена методика измерений величины вносимых потерь, необходимость разработки которой связана с невозможностью применения стандартных методов с использованием векторного анализатора цепей. Было проведено макетирование устройства и получены значения коэффициента стоячей волны относительно входа устройства и величины вносимых потерь для различных уровней входной мощности. Результаты макетирования показали, что изготовленный трансформатор обеспечивает коэффициент стоячей волны не хуже 2 во всем заданном частотном диапазоне. Вносимые потери составили от 0,02 до 1,54 дБ в зависимости от уровня входной мощности (1–1000 мВт). Полученные результаты дают основания продолжить разработку широкополосных трансформаторов с произвольным входным/выходным сопротивлением для согласования комплексных низкоомных нагрузок.