чении дополнительных согласующих линий; на фиг. 3, 4-временные диаграммы, но сн ющие принцип работы устройства. Согласующее устройство оконечных каскадов импульсных генераторов состоит из лиНИИ 1-7 с распределенными параметрами и нагрузки 8, включенной в конце линии 1, генератора . По услови м работы эта нагрузка должна испытать воздействие только падающей волны. Работает согласующее устройство следующим образом. Пусть по линии 1 от генератора распростран етс пр моугольный импульс (падающа волна) положительной пол рности конечной длительности т с амплитудой, равной 1 (фиг. 3,а). Пе учитыва затухани , предположим , что длина линий 2-7 одинакова, врем задержки линий , лини 1 имеет волновое сопротивление Z, лини 2 имеет волновое сопротивление Zj и так далее, Z2 7з, , Z(,Zj. Будем счптать момент времени 0, когда падающа волна в линии 1 достигает места соединений линий 1, 2 и 3. Чтобы не возникала отраженна волна от места соединени линий, должно выполн тьс условие: Zi Z2+Z3, так как линии 2 и 3 соединены между собой последовательно. Если Zi Z, то Z2 Z3 Z/2. При этих услови х в линии 2 и 3 в интервале времени поступают падающие волны с амплитудой Vs положительной пол рности (фиг. 3,б). Чтобы не возникали отрал еиные волны от места соединени линий 2, 4, 5 и 3, 6, 7, должны выполн тьс услови : 2 и Z, - Ze + Z,, fy так как линии 4 и 5 соединены между собой параллельно, а линии 6 и 7-последовательно. Записыва иначе nZ/2 2Z,, zz. получаем Z4 Zj : Z И Ze Z, Z/4. в интервале времени ,2ti при этих услови х в линии 4 и 5 поступают падающие волны с амплитудой Va, а в линии 6 и 7 поступают падающие волны с амплитудой /4 также положительной пол рности (фиг. 3,с). В интервале времени .3ti в этих лини х происходит отражение волн от концов линий, причем в короткозамкиутых лини х 4 и 7 это отражение происходит с переменной пол рности (фиг. 3,d). Отраженные волны распростран ютс к местам соединени лиНИИ , по отношению к которым опи станов тс падающими волнами. В интервале времени происходит преломление и отражение этих волн. Падающа волна линии 4 отрицательной пол рности с амплитудой /а переходит с больщого волпового сопротивлени Z Z на малое волновое сопротивление Z/2-Z j в этом случае возникают преломленные и отраженные волны. Коэффициент преломлени в данном случае равен ITsFT а коэффициент огражепи 1/3Z -Z1 1/3Z + Z т. е. преломленные волны, поступающие в линии 2 и 5, имеют отрицательную пол рность и амплитуду /4, а отраженна волна в линии 4 имеет ноложительную пол рность и амплитуду /4 (фиг. 3,е). Аналогично, положительна волна линии 5 с аплитудой Va переходит с больщого волнового сопротивлени на малое волновое сопротивление VsZ, коэффициент преломлени равен Va, коэффициент отражени равен V, т. е. преломленные волны , поступающие в линии 2 и 4, имеют положительную пол рность и амплитуду /4, а отраженна волна в линии 5 имеет отрицательную пол рность и амплитуду /4 (фиг. 3,е). Падающа волна линии 6 переходит с малого волпового сопротивлени на большое lnZ. Аналогично, падающа волна линии 7 переходит с малого волнового сопротивлени /4 Z на больщое UZ. Коэффициент преломлени в этом случае равен 2/2, а коэффициент отражени -1/2. Преломленна волна от волны линии 6 делитс пропорционально волновым сопротивлени м линий 3 и 7. При этом в линию 3 поступает положительна волна с амнлитудой Д, а в линию 7-отрицательна волна с амплитудой /8 (фиг. 3,е). Аналогично, делитс преломленна волна от волны линии 7. При этом в линию 3 поступает отрицательна волна с амплитудой 1/4, а в линию 6-положительна волна с амплитудой Vs. Сраженна волна в липии 6 имеет положительную пол рность и амплитуду /8, а отраженна волна в линии 7- отрицательную пол рность и амплитуду /аТаким образом, в интервале в линии 2 и 3 поступают по две преломленные волны противоположной пол рности. Каковы бы ни были услови преломлени и отражени при дальнейщем распространении этих волн, в любом случае в результате преломлени и отражени возникнут симметричные преломленные и симметрично отраженные волны. Исход из этого, целесообразно симметричные волны в лини х 2 и 3 из дальнейщего рассмотрени исключить. При указанных выше соотношени х между волновыми сопротивлени ми линий справедливы следующие закономерности. 1.При переходе падающей волпы с большого волпового сопротивлени на малое (например , при параллельном соединении линий 2,4 и 5) возникают отраженна волна противоположпой пол рности с амплитудой, равпой половине амплитуды падающей волны, преломленные волны, по амплитуде равные половине падающей волны, и преломленные волпы, по амплитуде равные половине падающей волны и одинаковой пол рности с ней. 2.При переходе падающей волны с малого волнового сопротивлени на больщое (например , при последовательном соединении линий 3,6, 7) возникают отраженна волна, равна половине амплитуды падающей волны и одинаковой с ней пол рности, и преломленные волны. В линии с большим волновым сопротивлением преломленна волна равна по амплитуде падающей волне и имеет одинаковую с ней пол рность, а в линии с малым волновым сопротивлением преломленна волна по амплитуде равна падающей волне и имеет противоположную пол рность. Дальнейщий процесс прелогллени и отражени волн представлен с применением этих правил на диаграммах (фиг. 3,/-р). Во всех случа х на диаграммах фиг. 3 отраженные и преломленные волны одинаковой пол рности и амплитуды, распростран югдиес в линии одновременно, изображены в виде одного пр моугольника. При построении последующих диаграмм из предыдущих исключались волны, распростран ющиес в линии одновременно и пмеюпше равные амплитуды, но противоположную пол рность. Как видно из диаграмм, до момента времени в линию 1 периодически поступают симметричные прелом.ленные волны равной амплитуды в /4, Vs, Vie, /32, но противоположной пол рности. Вследствие симметричной структуры, эти волны не оказывают никакого вли ни на нагрузку 8, требуемую по услови м работы. Только в интервале в линию 1 поступает импульс с амплитудой Ve, что составл ет 1,5% от амплитуды первоначального импульса. Если учесть, что одновременно с преломлением и отражением волн в лини х 2, 3, 4, 5, 6,7 происходит еще и затухаиие воли, то амплитуда импульса, поступающего в линию 1, будет составл ть менее 1,5% и вли нием его на нагрузку 8 можно пренебречь. На фиг. 4, а-р приведены диаграммы, иллюстрируюил .ие процессы преломлени к отражени волн в лини х в различные интервалы времени дл случа параллельного включени дополнительных согласующих линий. За врем прин т момент времени, когда падающа волпа в линии 1 достигает места разветвлени . Из диаграмм фиг. 4, а-р видно, что как и при последовательном соединении линий 2 и 3 в линию 1 периодически поступают симметричные преломленные волны равной амплитуды в /4, Vs, ViG, V.42, но противоположной пол рности и только в интервале 12гг |- 13 г в линию 1 поступает импульс отрицательной пол рности с амплитудой /64 (1,5% от амплитуды первоначального импульса). Вли нием этого импульса па нагрузку 8 можно пренебречь . Таким образом, возмол ны два типа соединений линий 2-7, которые выполн ют роль согласованной нагрузк, подключаютс к вы .ходной линии генератора п трансформируют падающие волпы в парные волны противоположной пол рности. Конструктивно линии с распрделенными параметрами выполн ют самим различным образом . Наиболее простыми по устройству вл ютс полосковые лпнпи, выполн емые из полос провод щего материала, н коаксиальные линии. Если выходна лини генератора выполнена в виде полосковой линии, то согласующие устройства по данному способу выполн ют также на полосковых лини х. Линии с распределенными параметрами, с помощью которых осуществл ют согласование , обладают щцрокой полосой пропускани вплоть до нескольких Гигагерц. Поэтому однан ды выполненное согласующее устройство может примен тьс дл согласовани линии, в которой распростран ютс импульсы различной длительности и скважности. Вс энерги падающей волпы, не использованна полезной нагрузкой, рассеиваетс не только в лини х согласующего устройства, но и во всех проводниках и диэлектрике линии генератора, что позвол ет использовать предложенный способ при согласовании особо мощных линий. При изготовлении согласующих устройств по данному способу требуетс небольша длина линий 2-7. Длину этих линий выбирают одинаковой и равной по времени немного более половины длительности импульса. Особенно широкое применение предложенный способ может найти в наносекундной технике при согласовании линий, в которых распростран ютс импульсы длительностью 50 и менее наносекунд. Ф о р м } л а изобретени Согласующее устройство оконечных каскадов импульсных генераторов, содержащее лиНИИ с распределепными параметрами, к выходу первой из которых подключена нагрузка , отличающеес тем, что, с целью уменьшени коэффициента отражен 1 и расщиренп полосы пропускани , к точкам соединени нагрузки и выхода первой линии с распределеннылм параметрами подключены две дополнительные линии, к концам одной из которых подключены две параллельно включенные линии, одна из которых замкнута на конце, а к концам другой дополнительной линии подключены две последовательно соединенные линии, одна из которых замкнута на конце. Источники информации, прин тые во виимание при экспертизе 1.Г. А. Мес ц и др. «Формирование наносекукдных импульсов высокого напр жени . «Энерги , 1970. 2.Ф. Тишер. «Техника измерени на сверхвысоких частотах, пер. с немецкого. М.. 1970 (прототип).additional matching lines; in fig. 3, 4-time diagrams, but noting the principle of operation of the device. The matching device of the terminal stages of the pulse generators consists of a LINE 1-7 with distributed parameters and a load of 8, included at the end of line 1, of the generator. According to the conditions of work, this load should be affected only by the incident wave. Works matching device as follows. Let a rectangular impulse (incident wave) of positive polarity of finite duration m with amplitude equal to 1 propagate along line 1 from the generator (Fig. 3, a). Pe taking into account the attenuation, suppose that the length of lines 2-7 is the same, the delay time of lines, line 1 has characteristic impedance Z, line 2 has characteristic impedance Zj and so on, Z2 7z,, Z (, Zj. when the incident wave in line 1 reaches the junction of lines 1, 2 and 3. To avoid the reflected wave from the line junction, the condition: Zi Z2 + Z3 must be met, since lines 2 and 3 are interconnected in series. If Zi Z , then Z2 Z3 Z / 2. Under these conditions, the incident waves with amplitude With this, the positive polarity Vs (Fig. 3, b). In order to prevent otral waves from the junction of lines 2, 4, 5 and 3, 6, 7, the following conditions must be met: 2 and Z, - Ze + Z ,, fy since lines 4 and 5 are interconnected in parallel, and lines 6 and 7 are consecutive. Writing differently nZ / 2 2Z ,, zz., we get Z4 Zj: Z And Ze Z, Z / 4. In the time interval, 2ti at these The conditions in lines 4 and 5 are incident waves with amplitude Va, and in lines 6 and 7, incident waves with amplitude / 4 are also of positive polarity (Fig. 3, c). In the time interval .3ti in these lines, the waves are reflected from the ends of the lines, and in short-circuited lines 4 and 7, this reflection occurs with variable polarity (Fig. 3, d). The reflected waves propagate to the junction lines of the LINE, in relation to which the waves become incident. In the time interval there is a refraction and reflection of these waves. The incident wave of the negative polarity line 4 with amplitude / a goes from a large wave resistance Z Z to a small wave resistance Z / 2-Z j in this case refracted and reflected waves appear. The refractive index in this case is equal to ITsFT and the limiting coefficient is 1 / 3Z -Z1 1 / 3Z + Z, i.e., the refracted waves arriving at lines 2 and 5 have negative polarity and amplitude / 4, and the reflected wave in line 4 has the positive polarity and amplitude / 4 (Fig. 3, e). Similarly, a positive wave of line 5 with an ap- tlude Va changes from a large characteristic impedance to a low characteristic impedance VsZ, the refractive index is equal to Va, the reflection coefficient is equal to V, i.e. the refracted waves entering lines 2 and 4 have a positive polarity and amplitude / 4, and the reflected wave in line 5 has a negative polarity and amplitude / 4 (Fig. 3, e). The incident wave of line 6 shifts from low volpe resistance to large lnZ. Similarly, the incident wave of line 7 goes from a small impedance of / 4 Z to a large UZ. The refractive index in this case is 2/2, and the reflection coefficient is -1/2. The refracted wave from the wave of line 6 is divided in proportion to the wave impedances of lines 3 and 7. In this case, a positive wave with an amplitude D arrives in line 3, and a wave with an amplitude of / 8 goes in line 7-negative (Fig. 3, e). Similarly, the refracted wave is divided from the wave of line 7. At the same time, a negative wave with amplitude 1/4 comes in line 3, and a 6-positive wave with amplitude Vs. A battered wave in lipia 6 has a positive polarity and an amplitude of / 8, and a reflected wave in line 7 is negative polarity and amplitude / a. Thus, in the interval in lines 2 and 3, two refracted waves of opposite polarity arrive. Whatever the conditions of refraction and reflection with further propagation of these waves, in any case, as a result of refraction and reflection, symmetric refracted and symmetrically reflected waves will arise. From this, it is advisable to symmetric waves in lines x 2 and 3 from the further consideration to exclude. With the above ratios between the wave impedances of the lines, the following regularities are valid. 1. When an incidental wave moves from a large wave resistance to a small wavelength (for example, when parallel lines 2.4 and 5 are connected in parallel), a reflected wave of opposite polarity appears with amplitude equal to half the amplitude of the incident wave equal to half the incident wave and refracted volca, equal in amplitude to half of the incident wave and of the same polarity with it. 2. When an incident wave passes from a small wave impedance to a large one (for example, when the lines 3,6, 7 are connected in series), a reflected wave occurs, equal to half the amplitude of the incident wave and polarity of the same polarity, and refracted waves. In a line with a large characteristic impedance, the refracted wave is equal in amplitude to the incident wave and has the same polarity as it, and in a line with a small characteristic impedance, the refracted wave in amplitude equals the incident wave and has the opposite polarity. The further process of reflection and reflection of the waves is presented using these rules in the diagrams (Fig. 3, / - p). In all cases in the diagrams of FIG. 3 reflected and refracted waves of the same polarity and amplitude, spreading the Yugdies in a line simultaneously, are depicted as a single rectangle. When constructing the subsequent diagrams from the previous ones, waves that propagate in the lines at the same time and have equal amplitudes but opposite polarity were excluded. As can be seen from the diagrams, up to the point in time symmetric refracted waves periodically arrive at line 1 of equal amplitude in / 4, Vs, Vie, / 32, but of opposite polarity. Due to the symmetrical structure, these waves have no effect on the load 8 required by the conditions of operation. Only in the interval, line 1 receives a pulse with amplitude Ve, which is 1.5% of the amplitude of the initial pulse. If we take into account that simultaneously with the refraction and reflection of waves in lines x 2, 3, 4, 5, 6,7, the damping of the will also occurs, then the amplitude of the pulse entering line 1 will be less than 1.5% and the influence its on load 8 can be neglected. FIG. 4, a-p are diagrams illustrating the processes of refraction for the reflection of waves in lines at different time intervals for the case of the parallel inclusion of additional matching lines. In time, the time point is taken when the falling wolf in line 1 reaches the branch point. From the diagrams of FIG. 4, ap it is clear that, as with the serial connection of lines 2 and 3, line 1 periodically receives symmetric refracted waves of equal amplitude in / 4, Vs, ViG, V.42, but of opposite polarity and only in the interval 12yr | - 13 g in line 1 receives a negative polarity pulse with an amplitude of / 64 (1.5% of the amplitude of the initial pulse). The effect of this impulse on load 8 can be neglected. Thus, two types of connections of lines 2-7, which play the role of matched loads, are connected to the output line of the generator n and transform the falling wolves into pair waves of opposite polarity. Structurally, the lines with the distributed parameters are made in various ways. The simplest in design are strip stripes made of conductive strips of material, on coaxial lines. If the output line of the generator is in the form of a strip line, then the matching devices of this method are also performed on the strip lines. The lines with the distributed parameters with which the matching is performed have a very wide bandwidth of up to several GHz. Therefore, a one-way completed matching device can be used to match a line in which pulses of various duration and duty cycle propagate. All the energy of the incident wave, not used by the payload, is dissipated not only in the lines of the matching device, but also in all conductors and dielectric of the generator line, which allows the proposed method to be used in matching particularly powerful lines. In the manufacture of matching devices in this method, a short length of lines of 2-7 is required. The length of these lines is chosen the same and equal in time to slightly more than half the pulse duration. The proposed method can be especially widely used in nanosecond technology when matching lines in which pulses with a duration of 50 or less nanoseconds propagate. The invention of the matching terminal stages of pulse generators, containing lines with distribution parameters, the output of the first of which is connected to the load, characterized in that, in order to reduce the coefficient reflected 1 and spacing of the bandwidth, the load connection points and the output of the first line with distributed parameters is connected to two additional lines, to the ends of one of which are connected two parallel-connected lines, one of which is closed at the end, and the ends of the other are complementary the first line are connected two series-connected lines, one of which is closed at one end. Sources of information taken during the examination 1.G. A. Mes c. Et al. “Formation of high-voltage nanosecond pulses. “Energie, 1970. 2.F. Tischer. "Technique of measuring at ultra-high frequencies, trans. from German. M .. 1970 (prototype).
АBUT
9иг.19g.1