CS259799B1

CS259799B1 - Symmetrization and transformation line with ferrite toroids

Info

Publication number: CS259799B1
Application number: CS868486A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Radomskij; Ctibor Fornustek; Jiri Satransky
Original assignee: Jaromir Radomskij; Ctibor Fornustek; Jiri Satransky
Priority date: 1986-11-22
Filing date: 1986-11-22
Publication date: 1988-11-15
Also published as: CS848686A1

Abstract

Účelem uspořádání je docílit vyvážení potenciálů a proudů svorek symetrická brány při impedančním převodu 4:1. Podstatou řešení je využití trubek symetrizačni smyčky současně i jako jednoho z vodičů dvou transformačních vf. linek. Sloupce feritových torgldů nasunutá na uvedená vf. linky umožňují provoz v širokém kmitočtovém pásmu. Uspořádání efektivně využívá vnitřní prostor feritových toroidů.The purpose of the arrangement is to achieve balancing of potentials and currents of the symmetrical gate terminals at an impedance conversion of 4:1. The essence of the solution is to use the tubes of the symmetrical loop simultaneously as one of the conductors of two transformation RF lines. Columns of ferrite toroids inserted onto the mentioned RF lines enable operation in a wide frequency range. The arrangement effectively uses the internal space of the ferrite toroids.

Description

Vynález se týká symetrizační a transformační linky nro přenos elektrického výkonu mezi symetricky a nesymetricky zapojenými objekty např. symetricky napájenými anténami a koaxiálními kabely.The invention relates to a symmetrization and transformation line for the transmission of electrical power between symmetrically and asymmetrically connected objects, e.g., symmetrically powered antennas and coaxial cables.

Známá provedení širokopásmových symetrizačních a transformačních zařízení pro kmitočtová pásma KV a VKV používají v současné době konstrukce navíjení koaxiálních, nebo dvoudrátových. vysokofrekvenčních linek na jádra z magneticky měkkých feritových toroidů. Vhodným propojením vývodů na symetrické a nesymetrické bráně se dosahuje vyvážení potenciálů a proudů · svorek symetrické brány vzhledem k neutrální zpravidla uzeměné svorce. Současně lze dosáhnout i transformačního převodu mezi svorkami symetrické a nesymetrické brány. Dosažitelné elektrické parametry praktických konstrukcí jsou limitovány působením . některých nepříznivých vlivů* např. přítomností parazitních kapacit. Tak u konstrukcí používajících dvoudrátových vf. linek není dosahováno přesného vyvážení potenciálů svorek symetrické brány a chyba symetrie je obvykle do 5 až 8 %. Teoreticky nulové chyby symetrie lze dosáhnout u známého provedení symetrizačniho zařízení s transformačním převodem 1:1, které používá koaxiální linku navinutou na feritovém toroidním jádru. Praktická konstrukce je však při přenášeném výkonu nad 1 kW technologicky značně obtížná. Protože řada praktických aplikací vyžaduje symetrizační zařízení s transformačním poměrem 4:1, používají se i provedení s oddělenou symetrizační a transformační částí. Nevýhodou takových zařízení však bývá menší dosahovaná účinnost. Při větších přenášených výkonech je obvyklé i používání systémů s větším počtem feritových toroidních jader, nebol velikost maximálního přenášeného výkopu je mimo jiné·limitována přípustnou velikostí magnetické indukce. Souhrnně lze konstatovat, že známá provedení symetrizačních a transformačních zařízení přednostně používají konstrukce s navinutými drátovými vf. linkami, přičemž je nutné jejich několikaprocentní chybu symetrie tolerovat.Known embodiments of broadband symmetrization and transformation devices for the KV and VHF frequency bands currently use coaxial or two-wire winding structures. high frequency lines for cores made of magnetically soft ferrite toroids. By matching the terminals on the symmetrical and asymmetric gate, the potentials and currents of the symmetrical gate terminals are balanced against the neutral, usually grounded terminal. At the same time, a transformation ratio between the symmetrical and asymmetrical gate terminals can be achieved. The achievable electrical parameters of practical structures are limited by action. some adverse effects * eg by the presence of parasitic capacities. Thus, in constructions using two-wire RF. Exact balancing of the potentials of the symmetric gate terminals is not achieved and the symmetry error is usually within 5 to 8%. Theoretically zero symmetry errors can be achieved in a known embodiment of a 1: 1 transformer symmetrization device that uses a coaxial line wound on a ferrite toroidal core. However, the practical design is technologically difficult at carrying power exceeding 1 kW. Since many practical applications require a symmetrization device with a 4: 1 transformation ratio, designs with separate symmetrization and transformation sections are also used. The disadvantage of such devices is, however, less efficiency. At higher transmitted powers, it is also common to use systems with a larger number of ferrite toroidal cores, as the size of the maximum transmitted excavation is, among other things, limited by the permissible magnitude of magnetic induction. In summary, known embodiments of symmetrization and transforming devices preferably use wound HF constructions. lines, and it is necessary to tolerate their several percent symmetry error.

- 2 ~- 2 ~

Nedostatky známých řešení širokopásmových symetrizačních zařízení s impedančním převodem 4^1 jsou podstatně omezeny u symetrizační a transformační linky s feritovými toroidy podle vynálezu, jehož podstatou je použiti známé symetrizační smyčky tvořené zkratovaným úsekem symetrického vedení ze dvou trubek, napájeného od zkratovaného konce koaxiální linkou tvořenou vodičem vedeným uvnitř jedné z trubek, připojeným na rozpojeném konci k druhé trubce, přičemž podél každé z trubek je veden další vodič, připojený v nezkratovaném místě k opačné trubce. Uvedené vodiče tvoří s příslušnými trubkami asymetrické linky o nestejném profilu, nebo průměru vodičů a jejich nepřipojené konce jsou výstupními svorkami symetrické brány® Na každou z obou asymetrických linek jsou nasunuty feritové toroidy.The drawbacks of the known solutions of broadband symmetric devices with an impedance ratio of 4 ^ 1 are substantially reduced with the ferrite toroid symmetrization and transformation line of the invention, which is based on the use of a known symmetrization loop consisting of a short circuit extending inside one of the tubes, connected at the disconnected end to the other tube, along each of the tubes there is a further conductor connected at an uncut point to the opposite tube. These conductors form asymmetric lines of unequal profile or diameter of conductors with their respective tubes and their unconnected ends are the output terminals of a symmetric gate® Ferrite toroids are inserted on each of the two asymmetric lines.

Současným využitím trubek symetrizační linky i jako vodičů ©symetrických linek zprostředkujících impedanční transformaci se dociluje vysokého využití vnitřního prostoru feritových toroidů, což umožňuje používat feritových toroidů malých rozměrů, jejichž výroba je technologicky méně náročná. Provedení asymetrických linek z vodičů vedených podél trubek symetrizační smyčky usnadňuje docílit optimální hodnoty jejich charakteristické impedance.Z hlediska funkce je podstatné, že celkově přísně symetrické uspořádání umožňuje dosáhnout teoreticky nulové chyby symetrie.By using the tubes of the symmetric line as well as the wires of the symmetric line mediating the impedance transformation, a high utilization of the inner space of ferrite toroids is achieved, which makes it possible to use small-size ferrite toroids which are less technologically demanding to manufacture. The design of asymmetric lines from conductors along the symmetrical loop tubes makes it possible to achieve optimal values of their characteristic impedance. In terms of function, it is essential that the overall strictly symmetrical arrangement allows theoretically zero symmetry error.

Na předložených výkresech je na obr. 1 znázorněn příklad provedení symetrizační a transformační linky s feritovými toroidy podle vynálezu majz.o rněný v podélném řezu a na obr. 2 je dále anaíaornén příčný řez vedený rovinou A - A · ·In the drawings, FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a symmetrization and transformation line with ferrite toroids according to the invention, shown in longitudinal section, and FIG. 2 shows a cross-section along the line A - A.

Symetrizační smyčka je tvořena trubkami 4 a 6 spojenými vzájemně v místě neutrální uzemněné svorky 9 , kde je umístěna i napájecí svorka 8 nesymetrické brány propojená vodičem 7 vedeným trubkou 4 na neuzemněný konec trubky 6 ® K neuzemněným koncům trubek 4 a 6 jsou dále připojeny vodiče 3 a 2» vedené každý podél trubky, ke které není připojen® Vodič .3 a trubkou 4 a vodič 2 s trubkou 6 vytvářejí dvě asymetrické linky, přičemž na prvou je nasunut sloupec feritových toroidů 1 a na druhou sloupec, feritových toroidů 2 o Nepřipojené konce vodičů 3 a 2 vytvářejí dvojici výstupních svorek symetrické brány 10 a 11 ®The symmetric loop consists of pipes 4 and 6 connected to each other at a neutral grounded terminal 9, where the power supply terminal 8 of the asymmetric gate is also connected, connected by a conductor 7 through the pipe 4 to the ungrounded end of pipe 6. and 2 »each extending along a tube to which it is not connected. Conductor 3 and tube 4 and conductor 2 with tube 6 form two asymmetric lines, with a first column of ferrite toroids 1 and a second column of ferrite toroids 2 unconnected ends. The wires 3 and 2 form a pair of output terminals of the symmetrical gate 10 and 11 ®

Jmenovitá impedance na svorkách 10 a 11 symetrické brány je čtyřnásobkem jmenovité impedance na sborkách 8 a 2. nesymetrické brány. Optimální charakteristické impedance asymetrických linek je dvojnásobkem jmenovité impedance nesymetrické brány. Podmínkou pro realizaci v širokém kmitočtovém pásmu je vysoká izolace mezi začátky a konci asymetrických linek, které je dosaženo nasunutím feritových toroidů na tyto linky. Na symetrizační a transformační lince určené pro pásmo 1,6 až 30 MHz a pro přenášený výkon 5 kW při poměru stojatých vln zátěže 2,5*1, konstruované s feritovými toroidy vnějšího průměru 50 mm bylo ověřeno, že chyba symetrie nepřevyšuje 0,5 %, přičemž ostatní parametry jsou obdobné parametrům známých provedení·The nominal impedance at terminals 10 and 11 of the symmetric gate is four times the nominal impedance at terminals 8 and 2 of the asymmetric gate. The optimal characteristic impedance of asymmetric lines is twice the nominal impedance of the asymmetric gate. A prerequisite for realization in a wide frequency band is a high isolation between the beginning and the end of the asymmetric lines, which is achieved by sliding ferrite toroids onto these lines. On a symmetrization and transformation line designed for the 1.6 to 30 MHz band and for a transmit power of 5 kW at a standing load ratio of 2.5 * 1, designed with ferrite toroids of external diameter of 50 mm, it was verified that the symmetry error does not exceed 0.5% and the other parameters are similar to those of known embodiments.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Symmetrization and transformation line with ferrite toroids ₅ using a section of a short-circuited symmetrical line composed of two tubes. fed from the asymmetrical gate terminals with a conductor guided tube, characterized in that conductors (3 and 5) connected to the tubes (4 and 6) at their open ends are connected to terminals (10 and 11) of the symmetrical gate located on the side the connected ends of the pipes (4 and 6), the conductor (3) connected to the pipe (6) being guided along the pipe (4) and the conductor (5) connected to the pipe (4) is guided along the pipe (6), (3) and a ferrite toroid column (1) is pushed onto the tube (4) and a ferrite toroid column (2) is pushed onto the conductor (5) and the tube (6).