半波長變換器

半波長變換器是一種可以增寬接有金屬絕緣子的傳輸線的通頻帶,並使傳輸線兩端的阻抗匹配的元件。在金屬絕緣子中接入長為λ/2、具有任意波阻抗的半波長變換器,並不會改變波長為λ的波沿主線無阻礙地通過的條件,還可以增強金屬絕緣子的性能。

基本信息

定義

為了增寬接有金屬絕緣子的傳輸線的通頻帶,並使傳輸線兩端的阻抗匹配,就需要接入半波長變換器,如下圖所示:

半波長變換器 半波長變換器

圖:工作於寬頻帶金屬絕緣子中的半波長變換器

工作原理:

如上圖所示:在金屬絕緣子中接入長為λ/2、具有任意波阻抗的線段a,並不會改變波長為λ的波沿主線無阻礙地通過的條件,因此傳輸線在B點的波阻抗Z轉換到a點時毫無改變。需要注意的是,半波長變換器的內導體需要做的比主線內導體稍微粗一點,這樣才能使主線兩端的阻抗匹配。這樣加入了半波長變換器的寬頻帶金屬絕緣子,可保證當偏離中心頻率(在這個頻率上絕緣子的長度等於λ/4)+15%時傳輸線的兩邊(絕緣子之前和絕緣子之後)的匹配精確度達1%。

對於高頻信號的寬頻帶傳輸和接收來說,這樣的匹配程度已經足夠滿意了。

半波長變換器的作用

由於金屬絕緣子是一種頻帶很窄的元件,所以為了增寬接有金屬絕緣子的傳輸線的通頻帶,就需要加入半波長變換器。所以半波長變換器的作用就是增寬接有金屬絕緣子的傳輸線的通頻帶。

相關元件金屬絕緣子的簡介

在波長很短時,使用墊圈就有困難。因為在使用中經常發生墊圈位置的微小變化和介質表面狀態的變化,結果都會使各段傳輸線嚴重失配。

固定內導體的更完善的方法,是基於利用四分之一波長短路線有很大的蝓入阻抗的特性。

把這種線段接到主傳輸線後,可以保證:

(1)內導體相對於外導體固定; ’

(2)連線短路線段的點有很大的輸入阻抗(因此,傳輸線的工作不會發生變化)。

這種固定元件稱為金屬絕緣子(如下圖)。金屬絕緣子是頻帶很窄的元件。輸入阻抗很大的條件僅僅對於固定波長能滿足廣,對這個波長來就絕緣子的長度等於λ/4。

半波長變換器 半波長變換器

圖:金屬絕緣子

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