Комплексные исследования фазосмещающих свойств ступенчатой структуры класса II на связанных линиях передачи с несогласованными нагрузками

В работе представлены результаты комплексных исследований фазосмещающих свойств структуры электрической цепи на основе связанных $m$-ступенчатых линий передачи класса II с несогласованными нагрузками, образованными короткозамкнутым шлейфом ($m = 3,5$), с применением методов математического моделирования и проведением проверки адекватности математических моделей на основе данных натурного эксперимента. Результаты проведенных исследований показали ее преимущество по сравнению с известными фиксированными фазовращателями на базе связанных $m$-ступенчатых линий передачи класса II с согласованными нагрузками. Для номинальных значений фазового сдвига $\varphi_0 = 45^\circ$, $67.5^\circ$, $90^\circ$ и диапазонов частот $[f_1, f_2]$ c коэффициентами перекрытия $\chi = f_1 /f_2 = 2, 2.5, 3$ (для $m = 3$) и $\chi = 3, 3.5, 4$ (для $m = 5$) установлены закономерности изменения электрических длин и волновых сопротивлений чётного и нечётного типов возбуждения связанных линий передачи, а также электрических длин и волновых сопротивлений одиночных линий передачи и шлейфа. На основе полученных в приближении Т-волн решений разработан фиксированный фазовращатель на микрополосковой линии передачи для $m = 3$, $\varphi_0 = 90^\circ$, $\chi = 3$. Проведено его схемотехническое и электродинамическое моделирование. Изготовлен и исследован опытный образец фазовращателя. Экспериментально полученное значение фазового сдвига составляет $91^\circ \pm 1.5^\circ$, коэффициент стоячей волны по напряжению не превышает $1.4$ в диапазоне частот $0.6$–$1.5$ ГГц. Дан анализ причин отклонения расчетных от экспериментальных характеристик. Полученные в работе решения задачи синтеза могут быть использованы при проектировании устройств фазового смещения радиосигналов сверхвысокочастотного диапазона.