Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13081
.pdf
б) Длина QI Q выбирается приблизительно равной нечетному целому кратному четверти длины волны для
продольных токов 75. Поскольку линия передачи T2L2 закорочена в So, импеданс в Q1 очень высок.
c) Аппарат B подключен к точке Q1 в точке с низким импедансом, то есть, скажем, к 80° в узле напряжения для
продольных токов.
- d) Провода a и bl вспомогательной линии электропередачи T2L2 закорочены в точке R1 таким образом, что
длина Q1RI 85 практически равна нечетному целому кратному четверти длины волны для циркуляционных
токов.
Работу схемы на рис. 15 лучше всего понять, обратившись к рис. 16 и 17, которые представляют собой схемы,
соответствующие схеме на рис. 15, соответственно для продольного и циркуляционного токов.
На рис. 16 Z1 и Z2 — высокие импедансы последовательных элементов PQ и QQ1. a и a — высокие
проводимости параллельных элементов QS и Q1S1.
На рис. 17 Z11 и Z21 представляют собой высокое сопротивление участков QR и 100 Q1R1 шунтирующих
элементов.
Описанные выше решения находят широкое применение. Например, они могут быть особенно полезны в
связи с высокочастотными системами сигнализации, такими как радиосвязь или системы несущей
сигнализации. На фиг. 18 показана схема, воплощающая в себе особенности изобретения в системе
радиосигнализации.
Предположим, например, что устройство B — это направленная антенна, а устройство A — приемник. Тогда
видно, что линия передачи TL находится на антенне B в поле входящего излучения, падающего на антенну.
B. Таким образом, линия передачи TL будет принимать входящие сигналы, а также антенна B, нарушая тем
самым направленность антенны B. Предусмотрев в линии передачи TL последовательные или параллельные
элементы, такие как Z и Y1 120 и Y2, как описано выше, можно значительно уменьшить прием сигналов
линией передачи TL и, следовательно, улучшить направленность антенны. Следует также отметить, что 125
такая конфигурация увеличивает отношение сигнал/шум приемной системы.
Поскольку некоторые из описанных выше схем обеспечивают путь с низким импедансом для продольных
токов, которые могут быть введены в сигнальную цепь, без существенного влияния на сигнальные токи, будет
возможно обеспечить такой путь с низким импедансом для токов, создаваемых определенным источником
помех, таким как расположенный поблизости передатчик или другие источники помех. Это может быть
особенно полезно, когда радиопередатчик должен находиться вблизи приемника. — Описанные выше
устройства могут использоваться не только для предотвращения помех. Например, при таких конфигурациях
возможно одновременное или раздельное принятие сигналов от двух разных станций на одной и той же
антенной системе; при этом прием для одной из станций может быть направленным, а для второй —
ненаправленным. При направленном приеме будут использоваться циркулирующие токи, протекающие в
линии передачи, а при ненаправленном приеме (который может быть настроен или не настроен на длину
волны, отличную от длины волны направленного приема) будут использоваться продольные токи.
В такой конфигурации может быть удобно соединить сетку первой лампы приемника с проводами a и b,
спаянными вместе, на расстоянии, равном нечетному целочисленному кратному a, четверти длины волны, от
конца, подключенного к земле вспомогательной линии передачи.
Описанные выше методы могут с успехом применяться и в случае радиопередатчиков. В этом случае
передающая антенна излучает в питающую линию передачи и, следовательно, будет изменять величину
токов, исходящих от передающей станции. Кроме того, из-за несбалансированности силы тока в проводах
линии электропередачи (вследствие паразитных наведенных токов и т. д.), передающая станция,
балансировка которой была достигнута до начала излучения антенны, перестает быть сбалансированной, как
только антенна начинает излучать.
Некоторые из описанных выше схем, например, схема на рис. 14, могут быть спроектированы таким образом,
чтобы иметь высокую проводимость при рассмотрении продольных токов со стороны антенны 54, и это
свойство схемы может принести свои плоды.
Предположим, что в антенной системе, например, возник статический заряд, вызванный атмосферным
возмущением. Этот заряд будет течь в землю по пути с низким импедансом, и, следовательно, он создаст
низкое напряжение на входных клеммах сигнального устройства. Напротив, если сопротивление
относительно земли высокое, напряжение, создаваемое тем же статическим зарядом, будет выше, и
возмущающее воздействие на сигнальное оборудование будет сильнее. 65 Датировано 1 апреля 1931 года.
Эрнест Хей, дипломированный патентный поверенный, представитель заявителей, - - - Телефонное здание,
Хайд, Хендон, северо-западный 9.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Метод предотвращения помех в высокочастотных системах передачи электроэнергии и средства его
применения.
Мы, компания STANDARD TELEPIONES AND CABLES, LIMT. ED_, расположенная по адресу: Connaught
House, Aldwych, London, W.C.2, England, британская компания, настоящим заявляем, что характер данного
изобретения и способ его осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении.
Данное изобретение относится к высокочастотным системам электрической сигнализации и, в частности, к
обеспечению в таких системах средств для уменьшения или устранения влияния помех, таких как мешающие
токи, которые могут возникать в таких системах сигнализации.
В предшествующих технических решениях были предложены различные методы или схемы для уменьшения
влияния помех, создаваемых в системах сигнализации.
— Среди ранее предложенных вариантов можно упомянуть схему, предложенную в связи с подводными
кабелями, при которой индуктивность может быть введена последовательно в среду продольных токов,
возникающих в цепи передачи 90, без введения индуктивностей на пути циркулирующих токов. В
модификации данной схемы индуктивность, введенная на пути продольных токов, может быть связана с
емкостями, которые действуют как фильтр для указанных продольных токов, обеспечивая одновременно
высокое затухание токов в диапазоне частот, используемых для передачи сигналов по кабелю. 100
Вышеупомянутая схема ограничивается уменьшением влияния продольных токов, но остается влияние
паразитных циркуляционных токов, которые могут быть индуцированы отдельно 105 в каждом проводе линии
электропередачи или цепи. Для уменьшения влияния паразитных циркуляционных токов было предложено в
связи с линией электропередачи 380,10i следующее решение: по меньшей мере один провод
вспомогательной цепи размещается в непосредственной близости от проводов линий электропередачи, и все
указанные провода располагаются таким образом, чтобы образовать по меньшей мере 70 один контур, тем
самым вводя соответствующую индуктивность последовательно в путь продольных токов, позволяя при этом
настраивать указанную индуктивность на желаемую частоту или диапазон частот, 75 путем соответствующей
регулировки указанной вспомогательной цепи.
Участок линии электропередачи, выполненный таким образом, что образует множество петель, может
состоять из проводов, скрученных вместе. 80 Часть указанной вспомогательной цепи может быть снабжена
проводящей трубкой, через которую проходят провода линии электропередачи, причем указанная трубка
расположена таким образом, чтобы образовывать множество петель 85, которые будут вводить
индуктивность последовательно на пути параллельных токов; указанная индуктивность может быть настроена
на желаемую частоту или диапазон частот с помощью емкостей, включенных в цепь 90, содержащую
указанную металлическую трубку. Электрическую длину металлической трубки можно выбрать таким
образом, чтобы она была приблизительно равна целому кратному (четному или нечетному числу) половине
длины волны для частоты циркулирующих токов.
Под "целым кратным" понимается любое целое число, например, 1, 2, 3 и т. д. Благодаря этому способу
отпадает необходимость согласовывать импедансы на концах 100 линий электропередачи, входящих в
указанную металлическую трубу. Аналогичный метод можно применить, например, в случае рисунка 2.
Металлическая трубка может быть расположена таким образом, что все точки находятся практически на
одном и том же потенциале, который может быть сделан постоянным, тем самым создавая соответствующий
постоянный потенциал на участке проводов, составляющих линию передачи, проходящем через указанную
металлическую трубку и отводящем продольные токи.
Сущность изобретения станет более понятной при ознакомлении с приведенным ниже описанием со ссылкой
на чертежи, из которых рис. 1–18 оставлены в предварительном варианте описания, а рис. 19 — в полном
варианте описания.
Рис. 1 представляет собой схематическую диаграмму, используемую для пояснения особенностей
изобретения.
На рисунках 2, 3, 4 и 5 в качестве примера показаны различные способы соединения вспомогательной цепи с
цепью передачи. 125 На рисунках 6 и 7 показаны схемы отвода продольных возмущающих токов в
высокочастотных цепях передачи.
На фиг. 8, 9, 10 и 11 показаны схемы расположения антенн, позволяющие транспонировать или пересекать
линию передачи через определенные интервалы, чтобы предотвратить использование указанной линии
передачи в качестве антенны для подключенного к ней приемника.
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованных систем для уменьшения или
устранения воздействия мешающих токов или паразитных колебаний, которые могут возникать в
высокочастотных сигнальных цепях, таких как, например, линии электропередачи.
Согласно настоящему изобретению, предлагается устройство для уменьшения или устранения паразитных
токов (например,
продольные токи) в высокочастотной линии передачи, включающей «последовательный элемент»,
образованный проводником, связанным с частью указанной линии передачи, причем указанный проводник и
линия передачи образуют множество петель, настроенных на частоту нежелательных токов, и/или
«шунтирующий элемент», соединенный между проводами указанной линии передачи 2,5 и образующий
бифилярно намотанную вспомогательную линию передачи длиной, приблизительно равной четверти (или
нечетному или четному кратному четверти) длины волны, на частоте полезных токов.
Элементы, увеличивающие последовательное сопротивление, называются «последовательными
элементами», а элементы, увеличивающие значение параллельной проводимости, называются
«параллельными элементами». Параллельные и последовательные элементы могут быть объединены таким
образом, чтобы уменьшить посторонние помехи в заданном диапазоне частот.
Согласно еще одной особенности изобретения, упомянутые выше вспомогательные цепи состоят из линий
передачи с распределенными постоянными (распределенная пропускная способность, распределенная
индуктивность и т. д.) относительно циркулирующих токов, тогда как указанные вспомогательные цепи состоят
из сосредоточенных импедансов относительно продольных возмущающих токов.
Под «электрической длиной» понимается геометрическая длина, измеренная вдоль проводника, при этом за
единицу измерения принимается длина волны электрических колебаний, распространяющихся в этом
проводнике. Таким образом, становится ясно, что провод, имеющий электрическую длину, равную нА в
прямом состоянии, не будет иметь ту же электрическую длину в свернутом виде; другими словами,
электрическая длина изменяется в зависимости от расположения провода. Кроме того, размещение еще
одного проводника в непосредственной близости от первого упомянутого проводника изменит электрическую
длину указанного проводника.
- Одна или несколько из указанных вспомогательных цепей могут быть связаны с передачей380,101 для
уменьшения воздействия длительных мешающих токов с использованием -цепи паразитной циркуляции
витых линий электропередачи. На рис. 12 показана схема с использованием сигнальных токов.
высокочастотные линии электропередачи. Станет ясно, что если не принять меры предосторожности, то
мешающие токи, используемые для объяснения расположения устройств А и В, будут влиять на работу этих
устройств. Рис. 13 и 14 представляют собой схематические диаграммы. 12. На рис. 1 схематически показана
схема расположения. Рис. 15 — еще один пример схемы, в которой вспомогательные цепи используются для
передачи высокочастотного сигнала через линию электропередачи (ЛЭП) таким образом, чтобы уменьшить
воздействие на клеммы аппаратуры А и В мешающих токов, используемых для объяснения схемы
расположения аппаратуры ЛЭП.
Рис. 15. Вспомогательная цепь может быть связана с цепью передачи TL во многих национальных системах
сигнализации, реализующих различные способы, а на рис. 1 показаны различные особенности изобретения.
На рис. 19 и 20 показано обеспечение M цепью передачи. Например, в схемах с отрицательным
сопротивлением вспомогательная цепь MI может увеличивать затухание, обеспечиваемое отключенными
токами, возникающими при помощи согласующего устройства 85. KI с передающей цепью TL; Обращаясь
теперь к рис. 1, показано соединение K1, представленное как индуктивное соединение двух устройств A и B,
например, посредством другого соединения. Однако следует понимать, что могут использоваться и другие
типы соединения.
Схема передачи TL. Устройство. Связь между схемой передачи W A и B может быть любого типа, например,
устройство A может быть регулируемым.
Передающий механизм и устройство B — приемник. Из следующих примеров видно, что устройство А может
быть соединено с передающей цепью TL любым хорошо известным способом и может быть организовано с
учетом 95 вариантов, таких как, например, соединительный трансформатор TrA и устройство B, собранное в
сборе, «передающая цепь TL» и аналогично, может быть соединено с передающей цепью TL посредством
соединительного трансформатора, имеющего высокое сопротивление для продольных токов, практически не
влияя при этом на характеристики передачи цепи TL, показанной на рис. 1.
Несколько проводов, соединенных параллельно, или несколько вспомогательных цепей могут быть связаны
концентрическими проводниками. - в шунте между проводами линии передачи 40 (Для упрощения описания
линии передачи TL, как показано на M2, рис. 1, 105, ниже рассматривается случай, когда с помощью
подходящего соединительного устройства линия передачи или цепь соединяется - 12, которая может быть
любого подходящего типа.
Заменена двумя проводами ab, al, bl, как показано на рисунке. Эта муфта -2 также может быть регулируемой,
как показано на рис. 1. Обычно токи, передаваемые между двумя устройствами A и B, цепь M2,
расположенная параллельно в трансформаторе TL, должны быть расположены в противоположных
направлениях и образовывать путь с высокой проводимостью, как показано стрелками f и fl. Следует
отметить, что вспомогательный ток 45 Ом, передаваемый между двумя устройствами A и B, цепью M2,
помещенной параллельно в трансформатор, должен быть расположен в каждом из проводов ab, al, b и λ.
Продольные токи никогда не подвергаются индуктивным воздействиям со стороны окружающей среды,
существенно влияющим на передачу. 50- Линия или цепь передачи TL 115 Возникновение мешающих токов во
вспомогательной цепи M12, представляющей собой линию высокого напряжения, может быть разделено на
«продольные токи» и «ложные циркуляционные токи», как показано на рис. 1; продольные токи имеют
указанные продольные токи.
В обоих проводах передачи в цепи передачи TL может быть последовательно включена другая
вспомогательная цепь, работающая в том же направлении (т.е. в той же фазе), как показано на рисунке M3,
рис. 1. Вспомогательная цепь имеет противоположные направления в проводах M3 -может быть соединена - с
передающей цепью 125 линии электропередачи. цепь TL посредством соответствующей связи. Цепь, в
которой продольные устройства K3 и 1(4. Вспомогательные циркуляционные токи протекают по обоим
проводам костюма M3, которые должны быть расположены параллельно, образуя линию передачи, и эта цепь
замыкается через токи импеданса, не оказывая существенного влияния на 130 380,101. Линия передачи TL
может состоять из четного числа практически параллельных проводников, которые связаны с одним или
несколькими другими проводами, каждый из которых образует цепь, в которую может быть вставлен
настроечный элемент, такой как конденсатор, описанным выше способом.
На фиг. 3-5 показана усовершенствованная линия передачи, часть которой, по меньшей мере, покрыта
металлической трубкой l или любым другим проводящим слоем, таким как проволочная сетка и т. д.
Эта металлическая трубка t может проходить либо только над спиральной частью линии передачи L, либо
покрывать большую часть или даже всю линию передачи между устройствами A и B, соединенными линией
передачи TL.
На рис. 3 металлическая трубка t проходит 85 только над спиральной частью линии передачи TL; для
настройки индуктивности, образуемой спиральной частью L линии передачи, может быть предусмотрен
конденсатор C, соединенный между двумя концами металлической трубки t. В данном случае видно, что один
провод линии электропередачи образован металлической трубкой, а другой провод линии электропередачи
расположен внутри указанной металлической трубки и изолирован от нее. В данном случае конденсатор C
настраивает только один провод линии передачи TL, но поскольку связь через катушечный участок L линии
передачи очень плотная, видно, что второй провод линии передачи практически настроен на ту же частоту,
что и первый. 105 На фиг. 4 показан поперечный разрез линии передачи, включающей множество
концентрических трубок, например, 1, 2, 3. В данном случае любой из этих трех проводников выбирается для
соединения элемента 110 между его концами — настроечного конденсатора, а два других свободных
проводника используются в качестве проводов линии передачи.
На фиг. 5 показана линия передачи, несколько аналогичная показанной на фиг. 3, но в которой два провода
линии передачи проходят через металлическую трубку. В этом случае настроечный конденсатор C подключен
между двумя концами металлической трубки, и по причине, объясненной выше, этот конденсатор может быть
использован для создания резонансного контура с индуктивностями L катушки линии передачи. Хотя в
приведенных выше примерах рассматривается, в частности, случай, когда требуется значительно ослабить
токи одной частоты (или узкого диапазона частот), возникающие в проводах трансимпедансной цепи
передачи, по отношению к сигнальным токам.
Вспомогательные цепи MI и M3 можно назвать «последовательными элементами», тогда как вспомогательная
цепь M2 может называться «параллельным элементом». Поскольку действие вышеупомянутых
вспомогательных цепей может быть избирательным по частоте, может потребоваться предусмотреть
средства, позволяющие обеспечить защиту от продольных токов, предоставляемую этими вспомогательными
цепями, в заранее определенном диапазоне частот. Возможно подобрать последовательные и параллельные
элементы таким образом, чтобы данная схема функционировала как дискриминатор для токов различной
природы (например, продольных и циркуляционных токов) в заданном диапазоне частот.
Индуктивность может быть введена последовательно в цепь продольного тока путем наматывания проводов
линии электропередачи. Для образования с указанной индуктивностью параллельного резонансного контура,
проходящего по пути продольных токов, к катушечной части линии передачи может быть присоединена
вспомогательная цепь, включающая элементы импеданса, расположенные и настроенные таким образом,
чтобы они образовывали с указанной катушечной частью линии передачи параллельный резонансный контур.
В некоторых случаях ослабление, вносимое в путь нежелательных токов, может быть увеличено путем
добавления отрицательного сопротивления к указанному резонансному контуру, как будет более подробно
объяснено в следующем описании.
На фиг. 2 показан один из способов соединения регулируемого конденсатора C с катушкой L линии передачи
TL таким образом, чтобы образовать с этой катушкой параллельный резонансный контур, расположенный на
пути продольного тока, который может быть создан в линии передачи. Как показано на рис.
2 Конденсатор С имеет два вывода, соединенных проводом W, расположенным в непосредственной близости
от проводов линии электропередачи, причем все указанные провода, по меньшей мере, на части своей длины
свернуты таким образом, чтобы образовать по меньшей мере одну петлю в матрице, показанной на рис. 2.
Связь между проводами W и двумя проводами линии передачи очень плотная, так что емкость C фактически
связана с катушкой L, образуя с ней антирезонансный контур, который фактически включен последовательно
в цепь, включающую два провода линии передачи, соединенных параллельно.
Следует отметить, что два провода линии передачи TL могут быть скручены вместе, в частности, в
намотанной части L указанной линии передачи.
В соответствии с требованиями стандарта BS80,101 следует отметить, что описанные выше принципы могут
быть адаптированы и для токов, распространяющихся в широком диапазоне частот.
Когда индуктивность L образована линией передачи, провода которой могут располагаться на расстоянии,
скажем, 10 сантиметров друг от друга, видно, что когда эта линия передачи свернута таким образом, чтобы
образовать индуктивность L, последняя будет сравнительно громоздкой.
Если необходимо уменьшить его размеры, можно использовать линии электропередачи, состоящие из двух
или более проводников, скрученных или нет, и при необходимости вокруг этих проводников, расположенных
близко друг к другу и образующих линию с низким импедансом, может быть предусмотрен проводящий экран
(проводники в свинцовой изоляции).
В некоторых случаях может потребоваться использование устройств для согласования импедансов на входе и
выходе катушки L линии передачи TL. Если необходимо избежать такого согласования импедансов, длину
катушки L линии передачи можно выбрать равной KAK, где KAK — целое число (четное или нечетное), а A —
длина волны, соответствующая циркулирующим токам.
Следует отметить, что A должно быть равно 2, измеренное на линии передачи, т.е.
с учетом скорости распространения электрического тока в указанной линии. В некоторых случаях может
оказаться удобным одновременно использовать средства согласования импеданса, как описано выше, и/или
линию передачи transKA длиной, равной 2. Очевидно, что вдоль линии передачи TL может быть
предусмотрено множество свернутых участков L. В этом случае может потребоваться обеспечить средства
предотвращения образования стоячих волн вдоль линий передачи, и это может быть сделано путем введения
демпфирующего резистора подходящего значения, в котором может рассеиваться колебательная энергия
стоячей волны.
В описанных схемах последовательно или параллельно в цепь нежелательных токов вводятся импедансы,
значение которых выбирается таким образом, чтобы ослабить указанные нежелательные токи. Эти
импедансы могут быть получены, например, — за исключением случаев, когда — последовательно
соединенные резонансные и антирезонансные цепи, но известно, что такие цепи, как правило, обладают
внутренним сопротивлением, которое ослабляет резкость резонансной кривой. Если необходимо значительно
ослабить нежелательный ток, может потребоваться повысить крутизну резонансной кривой используемого
резонансного контура. С этой целью к резонансным контурам могут быть присоединены средства
компенсации сопротивления резонансного контура для повышения крутизны кривой резонансной частоты.
Отрицательное сопротивление может быть связано с резонансным контуром, например, посредством
регулируемой электромагнитной или электростатической связи или любым другим подходящим способом.
Затем отрицательное сопротивление регулируется до такого значения, чтобы устройства не создавали
автоколебаний, а эффективно увеличивали резкость резонансной кривой 75 рассматриваемой схемы. В
некоторых случаях было обнаружено, что колебательный контур, подобный описанным ранее для подавления
нежелательных токов, может вызывать ослабление сигнала на 20–25 децибел в пути нежелательного тока,
тогда как с помощью описанного выше устройства с отрицательным сопротивлением можно вызвать гораздо
большее ослабление сигнала, например, на 50 децибел.
На рис. 6 показана линия передачи IL для соединения двух устройств A и B. Для защиты устройства B от
воздействия продольных мешающих токов часть линии передачи TL может быть пропущена через
металлическую трубку t, которая может быть свернута, как показано на рис. L, и настроена на желаемую
частоту с помощью конденсатора 95 C аналогично показанному на рис. 5. Для дополнительной защиты
системы от продольных возмущающих токов часть линии электропередачи может быть пропущена через
металлическую трубку диаметром 100 мм, при этом часть трубки расположена таким образом, что на
значительной поверхности этой металлической трубки все точки находятся практически на одном и том же
потенциале, который может быть выбран постоянным. 105 В случае, показанном на рис. 6, это достигается
путем намотки участка металлической трубки tl таким образом, что каждый последующий виток катушки
находится в контакте с предыдущим, так что практически все 110 витков намотанного участка L1 L"
металлической трубки t1 могут находиться под одним и тем же потенциалом в данный момент времени.
Для улучшения проводимости намотанного участка L1, этот намотанный участок может быть намотан на
проводящую оправку. Как видно, что касается металлической трубки, все витки намотанной части L1 L'1
находятся в состоянии электрического замыкания из-за короткого замыкания намотанной части L! Размеры
L"1 должны быть как можно меньше, особенно если такая конструкция используется в системе
коротковолновой сигнализации, чтобы обеспечить практически эквипотенциальность поверхности спиральной
части L1 L'1 металлической трубки 125 tl.
380,101 3gO,101 Как указано выше, к свернутой части L' L"1 может быть приложен постоянный потенциал,
например, путем подключения ее к земле или к экрану S, или даже в случае установки, включающей
вакуумные трубки, к точке накала одной из указанных трубок.
Следует отметить, что для обеспечения оптимальной работы системы целесообразно выбирать
электрическую длину металлической трубки tl для циркуляционных токов таким образом, чтобы эта
электрическая длина была равна целому кратному (четному или нечетному) полуволновым длинам. Однако
это электрическое условие не является необходимым, если на входе катушки L1 LW' установлено устройство
согласования импеданса.
Принцип работы данной системы можно объяснить следующим образом:
Продольные токи входят в металлическую трубку в точке F, где происходят потери при передаче,
соответствующие отсутствию согласования импедансов в этой точке.
Часть пути этих продольных токов включает два провода, параллельно соединенных с линией передачи,
расположенной в указанной металлической трубке tl, и видно, что эти продольные токи создают токи
противоположных направлений в металлической трубке tl, так что два провода линии передачи TL внутри
металлической трубки tl образуют линию передачи для продольных токов. Когда эти продольные токи
достигают свернутой части L1 L' линии электропередачи, они текут в землю, поскольку все напряжения,
возникающие на поверхности металлической трубки tl, закорочены, и поскольку электрическая длина этой
цепи предпочтительно по меньшей мере того же порядка величины, что и длина волны.
Будет видно, что продольные токи будут течь в землю через распределенную емкость, существующую в
катушке L1 L1' между двумя проводами, параллельно соединенными с линией электропередачи TL и
металлической трубкой tl; следовательно, эти продольные токи не будут влиять на оконечное оборудование,
подключенное к линии электропередачи.
Следует отметить, что, например, в случае рис. 2, 3 и 5 предусмотрено наличие вспомогательного
проводника, такого как проводник W на рис. 2, трубки T на рис.
3 и 5, или тот факт, что линия электропередачи скручена, как показано на рис. 11, например, изменяет
характеристическое сопротивление линии для циркулирующих токов. Для предотвращения отражений,
которые могли бы возникнуть из-за изменения характеристических импедансов, в некоторых случаях может
потребоваться установка устройств согласования импедансов на входе и выходе намотанной части участка,
расположенного внутри металлической трубки линии передачи. Если необходимо избежать использования
подобных устройств, электрическая длина спиральной, витой или трубчатой части линии передачи может
быть выбрана равной n × 2 (где n — целое кратное, например, 1, 2, 3 и т. д.), так что входное и выходное
импедансы автоматически согласуются, поскольку в случае линии передачи длиной n × 2 входное
сопротивление равно выходному сопротивлению данной линии, и, следовательно, импедансы автоматически
согласуются. В такой конфигурации в случае 80 на рис. 2 может быть удобно подключить конденсатор 0
непосредственно к третьему проводу W в катушечной части линии передачи TL. Очевидно, что аналогичные
расположения можно использовать в случае рис. 3, 5 и 9.
85 Хотя на рис. 6 показаны два типа устройств для уменьшения воздействия продольных токов, следует
отметить, что эти устройства могут использоваться как совместно, так и по отдельности, или даже в сочетании
с другими защитными устройствами.
Обращаясь теперь к рис. 7, параллельно между двумя проводами a и b линии электропередачи TL,
подверженной продольным токам 95, подключена вспомогательная цепь L1 L"1, обладающая высокой
проводимостью для продольных токов, не оказывающая существенного влияния на циркуляционные токи,
протекающие через линию электропередачи TL.
Свернутая часть L' L1" аналогична соответствующей конструкции, описанной в связи с рис. 6, единственное
отличие заключается в том, что свободный конец E вспомогательной линии передачи может быть либо
закорочен, либо разомкнут в зависимости от электрической длины, выбранной для цепи, включающей
свернутую часть L1 L". 110 Электрическая длина вспомогательной линии передачи может быть выбрана в
зависимости, например, от желаемого значения импеданса между двумя концами вспомогательной линии
передачи, подключенной к основной линии передачи TL; если, например, этот импеданс должен быть очень
большим для циркулирующих токов, это условие выполняется, когда электрическая длина вспомогательной
линии передачи является нечетным целым кратным 4 длинам волн, если эта линия закорочена на своем
свободном конце E.
Станет очевидно, что вдоль основной линии электропередачи TL может быть предусмотрено несколько таких
вспомогательных линий электропередачи.
На рис. 8 показан альтернативный способ обеспечения пути с высокой проводимостью l к земле для
продольных токов. На этом рисунке вспомогательная линия электропередачи обеспечивает путь с высокой
проводимостью для продольных токов. Линия ab подключена параллельно между линиями.
два провода основной линии электропередачи Т1. Схема, показанная на рис. 10, подвержена воздействию
продольных возмущающих токов, и, среди прочего, имеет преимущество в использовании вспомогательных
устройств. Два провода a и b этой вспомогательной линии передачи, экранирующие участок L, скручены
вместе.
вместе, как показано на рис. 8. Далее, подводя итог, на рис. 10 линия схемы закорочена на расстоянии a, так
что:
четверть длины волны для циркуляционных токов, благодаря чему указанная линия имеет очень высокое
сопротивление для циркуляционных токов в точке P. Короткое замыкание линии должно быть подключено к
земле, так что третий провод c подключен к экрану, чтобы обеспечить путь для продольных токов. a) Провода
a и b подключены к основной линии передачи TL для обеспечения пути для циркуляционных токов в точке P.
Короткое замыкание в закороченном конце передающего корпуса радиоприемника или передатчика. Линия
должна быть подключена к земле, так что третий провод c подключен к экрану, чтобы обеспечить путь для
продольных токов. — тревожных токов. Защитный эффект вспомогательного устройства.
Линия передачи, показанная на рис. 8, может быть b) Общая электрическая длина улучшенной
вспомогательной линии передачи выбирается равной, например, в виде, показанном на рис. 9, таким образом,
чтобы образовать, по меньшей мере, одну петлю, кратную (нечетной или четной) половине длины волны
продольных токов. В этом случае рассматривается закороченный конец.
линия передачи должна быть подключена к земле через конденсатор, таким образом провода a, b и c спаяны
вместе, образуя последовательный резонансный контур, и к земле или к экранирующему устройству,
обеспечивающему путь с высокой проводимостью в случае радиоприемника или к продольным токам. c) На
свободном конце R три провода соединены с землей через конденсатор, образуя последовательный
резонансный контур. Возможно, это передатчик.
отметили, что эта система требует в определенных случаях экранирования на расстоянии нечетного целого
числа 95 вокруг свернутой части L основной линии передачи P и связанного с ней напряжения. Провода a и b
закорочены в некоторых случаях. Это означает, что экранирование осуществляется вокруг свернутой части L
линии передачи и связанных с ней напряжений более плотных волн. Третий провод c подключен к земле, как
указано выше. Чтобы избежать необходимости в предварительном экранировании...
Обеспечение экранирующих средств для намотанной части L вспомогательной линии передачи может быть
выполнено путем намотки на подходящую линию. Конструкция, показанная на рис. 10, может быть выполнена
с использованием изолирующего каркаса для уменьшения габаритов. Вся конструкция может быть помещена
внутрь подходящего экрана, например, металлического ящика для защиты от внешних воздействий. Ссылаясь
на этот рисунок, следует отметить, что для упрощения процесса намотки вспомогательная линия передачи
a-b -
На рис. 11 показано, что линия передачи состоит из параллельных переплетенных проводов, но на самом
деле провода линии передачи, которые могут быть расположены таким образом, чтобы образовать линию
передачи, могут быть скручены вместе в одну или несколько петель, как показано на рис. 11.
Способом, аналогичным показанному на рисунках. 8 Для формирования катушки L вспомогательной линии
передачи с индуктивностью 110 и 9, в схеме, показанной на рис. 10, к двум последовательно соединенным
проводам вспомогательной линии передачи ab добавляется параллельный резонансный кольцевой провод a.
Продольные токи, регулируемая конэлектрическая длина участка PQ, более плотного, например,
конденсатора C, могут быть отрегулированы путем закорачивания проводов, соединенных, как показано на
рис. 11. Возможно, и b в точке Q. Отмечено, что один вывод конденсатора. Два провода линий передачи C
могут быть подключены к проводу a линии передачи TL, а также вспомогательный провод c, в то время как
другой вывод закорочен в точке R, которая является выводом заземления установки. Электрический путь
продольных токов проходит через участки PQ и PQR параллельно соединенных проводов a и b.
Выбраны вспомогательные линии электропередачи. Как упоминалось выше, обеспечение того, чтобы PQ
равнялось нечетному целому числу, «шунтирующим элементам» и «последовательным элементам длиной i
длин волн — для циркуляции», позволяет сформировать ток 125, в то время как электрическая длина PQR
дискриминатора.
-выбирается равным целому кратному. Показан пример схемы, включающей (нечетные или четные) i длин
волн, параллельный и последовательный элементы, а также продольные токи. Эта половина показана на рис.
12. На этом рисунке для межсоединения14 используется основная вспомогательная линия передачи данных,
охватывающая всю длину волны.
:38O,101, как показано на рисунке, с основной линией передачи TL. Расположение линии передачи TL и T1Ll
аналогично описанному в связи с рис. 12. Единственное различие между рисунками 12 и 15 заключается в
том, что на последнем рисунке предусмотрена вторая вспомогательная линия электропередачи T2L2,
соединенная в Q1 с основной линией электропередачи TL. Характеристики вспомогательной линии
электропередачи T2L2 выбраны таким образом, что:
а) Длина S1Q1 выбирается приблизительно равной целому кратному (четному или нечетному) числу
полудлин волн для продольных токов. 80 б) Длина QI Q выбирается приблизительно равной нечетному
целому кратному числу четверти длины волны для продольных токов. Поскольку линия передачи T1L1
закорочена в 81, импеданс в Q1 очень высок.
c) Аппарат B подключен к Q1 в точке с низким импедансом, то есть в узле натяжения для продольных токов.
90 d) Провода a1 и b вспомогательной линии электропередачи T2L2 закорочены в точке R1 таким образом,
что длина Q1Ri приблизительно равна нечетному целому кратному четверти длины волны для
циркулирующих токов.
Принцип работы схемы на рис. 15 лучше всего понять, обратившись к рис. 16 и 17, которые представляют
собой схемы, соответствующие схеме на рис. 15 100 соответственно для продольного и циркуляционного
токов.
На рис. 16 Z1 и Z2 — высокие импедансы последовательных элементов PQ и QQ1. a и a — высокие
проводимости 105 параллельных элементов QS и Q1S.
В Биг. 17 Z1.1 и Z21 обозначают высокое сопротивление участков QR и Q1 R1 шунтирующих элементов.
Очевидно, что фильтры нежелательных токов 110, подобные описанным здесь, могут включать в себя одно
или несколько устройств с отрицательным сопротивлением, предназначенных для повышения резкости
кривой резонансной частоты элементов указанных фильтров. 115 На рисунках 19 и 20 в качестве примера
показано, как такое отрицательное сопротивление может быть эффективно введено в резонансный контур,
предназначенный для ослабления нежелательных токов. 120 На фиг. 19 участок линии передачи TL выполнен
в виде катушки L, с которой индуктивно связаны две катушки e и e1, концы которых соединены с вакуумной
трубкой V, расположенной таким образом, что она работает как отрицательное сопротивление. Катушки e и e1
регулируемо соединены друг с другом и с катушкой L линии передачи. Схема настроена таким образом, чтобы
вакуумная лампа осуществляла передачу сигнала на два устройства A и B. Схема включает вспомогательную
линию передачи T1L1 и вспомогательный провод c. Провод c соединен с землей на обоих своих концах, а
свободный конец линии передачи T1L1 также соединен с землей, как показано на рисунке.
Характеристики расположения выбраны таким образом, чтобы:
а) Длина QS равна целому кратному (четному или нечетному) числу половин длины волны для продольных
токов (A1). Поскольку вспомогательная линия электропередачи T1L1 закорочена в S, импеданс в Q для
продольных токов очень низок.
б) Длина PQ выбирается равной нечетному целому кратному четверти длины волны для продольных токов
(А).
Поскольку импеданс в Q в лучшем случае равен импедансу, обусловленному линейной добротностью QS,
которая очень низка в Q, импеданс в P для продольных токов будет очень высоким.
c) Провода a и b вспомогательной линии передачи TIL1 закорочены в точке R таким образом, что расстояние
QR равно нечетному целому кратному четверти длины волны (A2) циркулирующих токов.
На рис. 10 показан вариант исполнения шунтирующего элемента, образованного посредством линий
передачи; таким образом, шунтирующий элемент включен в QS в конфигурации, показанной на рис. 12. Кроме
того, на рис. 12 показан пример последовательного элемента PQ, образованного также с помощью линий
передачи. Эти последовательно и параллельно соединенные элементы могут быть связаны множеством
различных способов; например, схема на рис. 13 соответствует схеме на рис. 12 в отношении продольных
токов. На рис. 13 импеданс Z представляет собой высокое сопротивление последовательного элемента PQ, а
Y — высокую проводимость параллельного элемента QS.
Рис. 14 соответствует схеме на рис. 12 в том, что касается циркуляционных токов. На этом рисунке импеданс
ZI представляет собой высокое сопротивление участка QR шунтирующего элемента QS.
Возможно создание дискриминаторов тока, имеющих одну или несколько секций, каждая секция которых
включает в себя либо один, либо оба описанных выше шунтирующих и последовательных элемента -55.
Например, на рис. 12 представлен пример дискриминатора, одна секция которого включает как шунтирующий,
так и последовательный элементы.
Соседние файлы в папке патенты