Устройство для сложения сигналов разных частот

 

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает уменьшение потерь в области перекрытия частотных характеристик каналов. Устройство J вуд содержит три трехдецибельных направленных ответвителя (ТНО) 1-3, два генератора 4, 5, два четвертьволновых отрезка линии передачи (ОЛП) 6, 12, пять коммутационных диодов 7-11, балластные резисторы 13, 14, нагрузку 15 и соединительные отрезки (СО) 16- 19 линии передачи, имеющие определенную длину. ТНО 3 делит входной сигнал на два равных по мощности сигнала , фазы которых отличаются на 90 . Один из них через СО 16 поступает на генератор 4, а другой через один из коммутационных диодов 7-11 и СО 17 - на генератор 5. Генераторы 4, 5 работают в смежных полосах с полосой перекрытия. Выходные сигналы генераторов 4, 5 подводятся к общей с (Л V

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3898697/24-09 (22) 09.04.85 (46) 23.05.87. Вюл. Р 19 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) А.П. Горбачев, А.Н. Романов и И. А. Романов (53) 621. 372. 662: 621. 396. 4 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 578666, кл. Н 03 Н 7/46, 1977.

Патент ГДР Ф 59822, кл. Н 01 P 5/00, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ СИГНАЛОВ

РАЗНЫХ ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает уменьшение потерь в области перекрытия частотных характеристик каналов. Устройство (51) 4 Н 01 P 1/213 Н 03 Н 7/46 содержит три трехдецибельных направленных ответвителя (ТНО) 1-3, два генератора 4, 5, два четвертьволновых отрезка линии передачи (ОЛП) 6, 12, пять коммутационных диодов 7-11, балластные резисторы 13, 14, нагрузку

15 и соединительные отрезки (СО) 16—

19 линии передачи, имеющие определенную длину. ТНО 3 делит входной сигнал на два равных по мощности сигнао ла, фазы которых отличаются на 90

Один из них через СО 16 поступает на генератор 4, а другой через один из коммутационных диодов 7-11 и СО

17 — на генератор 5. Генераторы 4, 5 работают в смежных полосах с полосой перекрытия. Выходные сигналы генераторов 4, 5 подводятся к общей

1312666

40 на гру:зке по двум эл. путям через ТНО

1, 2 и СО 18, 19. В полосе перекрытия благодаря выбранным длинам СО

16- 19 происходит сложение мощностей генераторов 4, 5 в нагрузке 15. При этом, если на средней частоте полосы перекрытия д Г„ сигналы генераторов 4, 5 синфазны, они синфазны и в

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для сложения мощностей в смежных частотных каналах, в том числе в диапазоне СВЧ. 5

Цель изобретения — уменьшение потерь в области перекрытия частотных характеристик каналов.

На фиг. 1 изображена функциональная электрическая схема устройства для сложения сигналов разных частот. на фиг. 2 — амплитудно-частотная характеристика передачи мощности.

Предлагаемое устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 трехдецибельные направленные ответвители, два генератора 4 и 5, первый четвертьволновой отрезок 6 линии передачи, пять коммутационных диодов 7-11, второй четвертьволновой отрезок 12 линии передачи, первый 13 и второй 14 балластные резисторы, нагрузку 15 и соединительные отрезки 16-19 линии передачи.

В качестве генераторов 4 и 5 могут быть использованы любые генераторы с внешним возбуждением, например транзисторные усилители мощности СВЧ, а в качестве коммутационных диодов 711 — любые р-i-п-диоды, удовлетворяющие заданному уровню мощности.

Устройство работает следующим образом.

Трехдецибельный направленный ответвитель 3 делит входной сигнал на два равных по мощности сигнала, фазы

0 которых отличаются на 90 . Один из этих сигналов через соединительный отрезок 16 линии передачи поступает на вход генератора 4, а другой сигнал через один из коммутационных дионагрузке. На других частотах полосы перекрытия из-за расфазировки в нагрузке 15 сигналов генераторов 4,5 имеются потери в балластном резисторе 13. Для выравнивания фаз подбирают длины ОЛП 6, 12 путем открывания одного из коммутационных диодов 811. 2 ил. дов 7-11 и соединительный отрезок 17 линии передачи на вход генератора 5.

Генераторы 4 и 5 работают в смежных полосах Ьг, =1в, гн, и ь =4, гн полосой перекрытия nf„=fв -f„ (фиг.2).

1 2

Средняя частота f полосы перекрытия

C дГ„ определяется следующим образом: с =(+г ) /2 °

Соединительные отрезки 16 и 17 линии передачи должны иметь минимальную длину, определяемую из конструктивных соображений, но при этом длина соединительного отрезка 17 1„7 линии передачи должна быть больше длины соединительного отрезка 16 Г<6 линии передачи на величину, равную четверти длины волны д,, соответствующей средней частоте fc полосы перекрытия дг„:fö -2, = Ъ,/4. В простейшем случае

E =О, тогда 1, =>,/4. Выходные сигналы генераторов 4 и 5 подводятся к общей нагрузке по двум электрическим путям через трехдецибельные направленные ответвители 1 и 2 и соединительные отрезки 18 и 19 линии передачи, разность длин которых а 1 на центральной частоте f < рабочей полосы генератора 4 соответствует четному числу полуволн, а на центральной частоте f рабочей полосы генератора 5

2 нечетному числу полуволн, соответственно где m u n — целые положительные числа.

Длина связанных линий трехдецибельных направленных ответвителей

1-3 выбирается равной четверти дли1312666 ны во. ны, соответстнующеи средней частоте f полосы перекрытия Л f„.

В полосах частот (fÄ -1„ ) и (f, -f ) г енераторы 4 и 5 работают независимо, соотношение фаз сигналов может быть произвольным. В полосе перекрытия благодаря выбранным длинам соединительных отрезков 16-19 линии передачи происходит сложение мощностей генераторов 4 и 5 в нагрузке 15. При 1О этом, если на средней частоте f полосы перекрытия nf сигналы генераи торов 4 и 5 являются синфазными, то они синфазны и в нагрузке, поэтому потери сигнала отсутствуют. На других 15 частотах полосы перекрытия f„ из-за расфазировки в нагрузке 15 сигналов генераторов 4 и 5 имеются потери сигнала в первом балластном резисторе 13.

Поэтому мощность Р„ в нагрузке 15 20 на границах полосы перекрытия Af„ снижается только на 0,5-1 дБ (фиг.2).

Это обеспечивается тем, что при синфазных сигналах генераторов 4 и 5 открыт коммутационный диод 7. Если же фазы сигналов генераторов 4 и 5 неравны, подбором длин первого 6 и второго 12 четвертьволновых отрезков линии передачи путем открывания одного иэ коммутационных диодов 8-11 фазыЗО этих сигналов выравнивают.

Устройство для сложения сигналов разных частот наиболее эффективно использовать в том случае, когда коэф— фициенты усиления генераторов 4 и 5 достаточно велики. Входная мощность в этом случае значительно меньше выходных мощностей генераторов 4 и 5 и потери во втором балластном резисторе

14 практически не снижают КПД всего устройства.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для сложения сг гналон разных частот, содержащее дна генератора, выходы которых попключены соответственно к одной из диагоналей первого трехдецибельного направленного ответвителя, другая диагональ которого соединена с первой диагональю второго трехдецибельного направленного ответвителя, к второй диагонали которого подключены соответственно нагрузка и первый балластный резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь в области перекрытия частотных характеристик, в него введены третий трехдецибельный направленный ответвитель, два четвертьволновых отрезка линии передачи, пять коммутационных диодов и второй балластный резистор, при этом один из выводов первой диагонали третьего трехдецибельного направленного ответвителя является входом устройства для сложения сигналов разных частот, а ее второй вывод подключен к второму балластному резистору, к другой диагонали третьего трехдецибельного направленного ответвителя подключены соответственно вход одного из генераторов и начало первого четвертьволнового отрезка линии передачи, начало второго четвертьволнового отрезка линии передачи подключено к входу другого генератора, при этом к началам и концам первого и второго четвертьволновых отрезков линии передачи подключены первый и второй коммутационные диоды соответственно, а третий, четвертый и пятый коммутационные диоды включены эквидистантно между первым и вторым четвертьволновыми отрезками линии передачи.

1312666 0,5

"г С В у >Z

Хн, Фиг. 2

Составитель В. Обровец

Редактор А. Шишкина Техред Л Сердюкова корректор А. Зимокос ов

Заказ 1975/52 Тирах 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4