Двухканальный ступенчатый делитель мощности

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам деления мощности в трактах СВЧ на два канала и обеспечения развязки между каналами. Технический результат заключается в улучшении частотных характеристик делителя мощности (ДМ) при сохранении или уменьшении длины ступенчатого ДМ. Двухканальный ступенчатый делитель мощности с одинаковыми каналами, содержит отрезки однородной линии передачи с разными волновыми сопротивлениями, включенные каскадно в каждом канале, чередующиеся с сопротивлениями развязки, включенными после каждого отрезка между каналами, в него введены конденсаторы, включенные параллельно перед каждым отрезком линии передачи, при этом длина отрезков линий передачи меньше λср/4, где λср - средняя длина волны рабочего диапазона частот, а величины емкостей конденсаторов, сопротивления развязки и волновые сопротивления отрезков при фиксированной длине линий передачи выбраны из условия обеспечения минимального значения максимального коэффициента стоячей волны КСВ и максимального значения минимума развязки между каналами в рабочей полосе. 1 ил., 4 табл.

 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам деления мощности в трактах СВЧ на два канала и обеспечения развязки между каналами. В силу обратимости может быть использовано в качестве сумматора мощности.

Среди двухканальных делителей мощности (ДМ) на основе одиночных линий передачи (ЛП) с Т-волнами простейшим является одноступенчатый. Он образован из двух четвертьволновых отрезков однородных ЛП и активного сопротивления (сопротивления развязки) (Cohn S.B. A class of broadband three-port TEM-mode hybrids // IEEE Trans. - 1968. - Vol. MTT-16, No 2, pp.110-116).

Достоинством одноступенчатого ДМ является простота конструкции, недостатком - узкая полоса рабочих частот и большая длина при λср>50 см, где λср - средняя длина волны рабочего диапазона частот.

Для расширения рабочей полосы частот используются более сложные многоступенчатые и плавные ДМ (Cohn S.B. A class of broadband three-port TEM-mode hybrids // IEEE Trans. - 1968. - Vol. MTT-16, No 2, pp.110-116; Сухова Т.П., Фельдштейн А.Л. Делители мощности на неоднородных линиях // Радиотехника и электроника. - 1977. - Т.22, №1. - С.38-44; Справочник по элементам полосковой техники./ О.И.Мазепова, В.П.Мещанов, Н.И.Прохорова и др.; под ред. А.Л.Фельдштейна - М.: Связь, 1979. - 336 с.; Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний. / Под ред. З.И.Моделя. - М.: Сов. радио, 1980. - 296 с.).

Улучшение частотных характеристик в таких ДМ приводит к увеличению длины по сравнению с одноступенчатым ДМ и при λср>50 см может достигать слишком больших значений, это является их недостатком..

Наиболее близким к предлагаемому является ступенчатый ДМ, содержащий отрезки однородных ЛП длиной λср/4 с разными волновыми сопротивлениями. Отрезки включены каскадно в каждом канале, при этом каналы разделены сопротивлениями развязки, включенными после каждой ступени (если смотреть со стороны входа делителя) (См.: Cohn S.B. A class of broadband three-port TEM-mode hybrids / IEEE Trans. - 1968. - Vol. MTT-16, No 2, pp.110-116; Справочник по элементам полосковой техники. / О.И.Мазепова, В.П.Мещанов, Н.И.Прохорова и др.; под ред. А.Л.Фельдштейна - М.: Связь, 1979. - 336 с.).

Недостатком данного решения является, то, что с улучшением частотных характеристик растет длина ДМ.

Задачей предлагаемого решения является улучшение частотных характеристик ДМ при сохранении или уменьшении длины ступенчатого ДМ.

Поставленная задача решается тем, что в двухканальный ступенчатый делитель мощности с одинаковыми каналами, содержащий отрезки однородной линии передачи с разными волновыми сопротивлениями, включенные каскадно в каждом канале, чередующиеся с сопротивлениями развязки, включенными после каждого отрезка между каналами, согласно предлагаемому решению в него введены конденсаторы, включенные параллельно перед каждым отрезком линии передачи, при этом длина отрезков линий передач меньше λср/4, а величины емкостей конденсаторов, сопротивления развязки и волновые сопротивления отрезков при фиксированной их длине выбраны из условия обеспечения минимального значения максимального КСВ и максимального значения минимума развязки между каналами в рабочей полосе.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведено схематическое изображение предлагаемого ДМ для варианта, когда он выполнен двухступенчатым, где

1 - первый выход ДМ;

2 - второй выход ДМ;

3 - вход ДМ;

4 - первый отрезок однородной одиночной ЛП;

5 - второй отрезок однородной одиночной ЛП;

6 - третий отрезок однородной одиночной ЛП;

7 - четвертый отрезок однородной одиночной ЛП;

8 - первая сосредоточенная емкость (конденсатор);

9 - второй конденсатор;

10 - третий конденсатор;

11 - четвертый конденсатор;

12 - первое сопротивление развязки;

13 - второе сопротивление развязки.

Делитель мощности состоит из четырех отрезков однородных одиночных линий передачи 4, 5, 6 и 7, имеющих одинаковые длины L<λcp/4, конденсаторов 8, 9, 10, 11 и сопротивлений развязки 12, 13. При этом волновые сопротивления отрезков 1 и 3 равны Z1, волновые сопротивления отрезков 2 и 4 равны Z2, емкость конденсаторов 8 и 10 равна C1, емкость конденсаторов 9 и 11 равна С2, сопротивления развязки 12 и 13 равны R1 и R2 соответственно. Величины емкостей, сопротивления развязки и волновые сопротивления отрезков при фиксированной длине одиночных ЛП рассчитаны из условия обеспечения минимального значения максимального КСВ и максимального значения минимума развязки между каналами в рабочей полосе. Вход 3 и выходы 1, 2 нагружены на активное сопротивление Z0. Предлагаемый ДМ работает следующим образом: большая часть мощности сигнала, подводимого к входу 3, делится на две равные части между выходами 1, 2. Часть мощности из-за неидеальности согласования и развязки отражается от входа 3 и выходов 1, 2.

В таблицах 1, 2 приведены результаты расчета значений емкостей конденсаторов и волновых сопротивлений отрезков ЛП для двухступенчатого и четырехступенчатого ДМ соответственно.

Таблица 1
χ1.521.521.521.52
L/λср0.16670.16670.1250.1250.08330.08330.06250.0625
КСВ3макс1.04411.12891.04901.14261.05351.15511.05541.1602
KCB1 = КСВ2макс1.11941.21301.16191.30671.19681.39221.21071.4275
С12мин, дБ27.658822.429524.752520.430022.973618.866322.381518.2803
c10.04500.04310.07460.07200.10360.10020.11610.1123
c20.02890.03010.04350.04490.05550.05710.06010.0618
z11.30951.33471.48641.51851.90391.95042.36562.4268
z21.93221.89642.38022.32653.38473.29184.43014.2988
R16.16574.33106.15553.99025.72883.65625.47813.5007
R22.44462.46222.92292.89323.39193.42063.61113.6945
Таблица 2
χ234234234
L/λср0.1250.1250.1250.08330.08330.08330.06250.06250.0625
КСВ3макс1.01291.07011.15541.01511.08071.17591.01611.08521.1846
KCB1 = КСВ2макс1.06291.16781.26931.06911.21411.35791.07161.23021.3939
С12мин, дБ32.244124.149221.171631.599723.049219.604531.355822.600219.0474
c10.07400.07320.07160.10500.10300.10000.11930.11640.1127
c20.10070.09440.08970.12610.11860.11310.13540.12750.1217
с30.07560.07460.07580.09680.09550.09460.10490.10360.1027
c40.02780.03180.03550.03710.041670.04580.04090.04570.0500
z11.23051.29281.35531.48631.58991.68881.78141.927172.0631
z21.97161.98201.99322.86222.85422.85333.77143.74733.7362
z32.54452.45292.38333.67143.50203.37754.82204.579134.4027
z42.61792.55902.48733.64893.54813.43084.74114.59714.4333
R1--11.6944--11.2044--10.7264
R29.34976.86966.13659.51416.38836.45459.55586.633816.6477
R34.43765.22067.06764.56435.68869.05184.61165.972810.0225
R41.99752.42151.83652.03992.35351.83582.06552.37541.8408

В таблице 3 приведены сравнительные параметры одноступенчатого варианта выполнения прототипа и предлагаемого двухступенчатого ДМ, который имеет такую же, в полтора и в два раза меньшую длину, чем прототип.

Таблица 3
Одноступенчатый ДМ (прототип)Предлагаемый двухступенчатый ДМ
L/λср0.250.250.16670.125
χ1.521.521.521.52
КСВ3макс1.241.421.051.141.051.161.061.16
KCB1= КСВ2макс1.021.061.161.311.201.391.211.43
С12мин, дБ19.1214.7024.7520.4322.9718.8722.3818.28

В таблице 4 приведены сравнительные параметры двухступенчатого варианта выполнения прототипа и предлагаемого четырехступенчатого ДМ, который имеет такую же, в полтора и в два раза меньшую длину, чем прототип

Таблица 4
Двухступенчатый ДМ (прототип)Предлагаемый четырехступенчатый ДМ
L/λср0.50.50.33330.25
χ23232323
КСВ3макс1.111.271.011.071.021.081.021.09
KCB1 = КСВ2макс1.031.061.061.171.071.211.071.23
С12мин, дБ27.4119.6032.2424.1531.6023.0531.3623.60

В таблицах использованы следующие обозначения: χ - отношение граничных частот рабочего диапазона; L/λср - нормированная длина ДМ; KCB1, КСВ2, КСВ3макс - максимальные значения коэффициента стоячей волны на входах 1, 2, 3 соответственно; С12мин - минимальное значение развязки входов 1, 2.

Из таблиц видно, что предлагаемый ДМ в выбранной полосе частот при такой же, в полтора и в два раза меньшей длине имеет меньшие значения КСВ3макс и большие значения развязки С12мин. При этом значения KCB1макс и КСВ2макс возрастают, но не превышают величины КСВ3макс прототипа.

Двухканальный ступенчатый делитель мощности с одинаковыми каналами, содержащий отрезки однородной линии передачи с разными волновыми сопротивлениями, включенные каскадно в каждом канале, чередующиеся с сопротивлениями развязки, включенными после каждого отрезка между каналами, отличающийся тем, что в него введены конденсаторы, включенные параллельно перед каждым отрезком линии передачи, при этом длина отрезков линий передачи меньше λср/4, где λср - средняя длина волны рабочего диапазона частот, а величины емкостей конденсаторов, сопротивления развязки и волновые сопротивления отрезков при фиксированной их длине выбраны из условия обеспечения минимального значения максимального коэффициента стоячей волны КСВ и максимального значения минимума развязки между каналами в рабочей полосе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники, а более конкретно, к СВЧ направленным ответвителям и может быть использовано в широкополосных приемных, передающих и измерительных устройствах СВЧ.

Изобретение относится к антенно-фидерной технике и может быть использовано в аппаратуре связи и микроволновых приборах и устройствах. .

Изобретение относится к элементам радиоэлектронных устройств, в частности к коаксиальным линиям передачи широкополосных сигналов, и предназначено для контроля мощности СВЧ-генераторов.

Изобретение относится к радио- и микроволновой технике и может быть использовано для согласования микроволновых линий передачи с одновременной селекцией колебаний и мод.

Изобретение относится к области микроволновой техники и предназначено для применения в технологических, измерительных и телекоммуникационных системах. .

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в суммарно-разделительных полосковых устройствах для передачи мощности сигнала в широкой полосе рабочих частот.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в РЛС. .

Изобретение относится к радиотехнике и технике СВЧ и может быть использовано в согласующе-трансформирующих микрополосковых СВЧ-устройствах с одновременной частотной селекцией колебаний и мод.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено, в частности, для симметрирования фидера коротковолнового (декаметрового) передатчика

Изобретение относится к электронной технике, в частности к многоканальным волноводным делителям мощности, и может быть использовано при создании многоканальных супергетеродинных приемников преимущественно миллиметрового диапазона длин волн и в СВЧ-измерительной технике

Изобретение относится к устройству для передачи широкополосных высокочастотных сигналов средней длины волны с проводящей структурой, которая имеет, по меньшей мере, одну цепь передачи сигнала и две симметрично расположенные относительно цепи передачи сигнала основные цепи, которые совместно образуют копланарную линию передачи, причем проводящая структура таким образом расположена на двух противолежащих сторонах, по меньшей мере, одного диэлектрического слоя подложки заданной толщины, что проводящая структура образует гальваническое разделение, которое в заданных зонах стыковки перекрывается, вследствие чего зоны стыковки проводящей структуры передают высокочастотные сигналы через электромагнитную стыковку

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике

Изобретение относится к области электрорадиотехники, в частности к антенно-фидерной технике, и может быть использовано в аппаратуре связи и микроволновых приборах и устройствах

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в радиоэлектронных приемо-передающих трактах

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах и радиоизмерениях как самостоятельное устройство, а также в качестве функционального узла для построения делителей мощности, смесителей, модуляторов, дискриминаторов, сумматоров мощности, диаграммообразующих элементов

Изобретение относится к области радиотехники, а именно, к технике СВЧ, и может быть использован в волноводных устройствах и трактах, например, для подключения нескольких приемников к одной антенне, деления или сложения сигналов

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано для устройств распределения сигналов между линиями передачи с Т волной в сантиметровом диапазоне длин волн

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам деления мощности в трактах СВЧ на два канала и обеспечения развязки между каналами

Наверх