Делитель мощности

Авторы патента:

Плавский Леонид Григорьевич (RU)

Шауро Геннадий Семенович (RU)

Яковлева Мария Владимировна (RU)

H01P5/12 - волноводные соединения, имеющие более чем два плеча (H01P 5/04 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2472259:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот, в качестве схем сложения транзисторных усилителей мощности, используемых в предварительных и оконечных каскадах. Делитель мощности содержит входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к выходным плечам, где между выходными плечами включен балластный резистор, в одно выходное плечо введен фильтр верхних частот, а в другое - отрезок линии передачи длиной λ/8, являющийся фильтром нижних частот. Техническим результатом является обеспечение расширения полосы КСВН входа делителя мощности при любых значениях сопротивления нагрузки, за счет обеспечения свойства квадратурности в широкой полосе частот. 5 ил.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в качестве схем сложения транзисторных усилителей мощности (УМ), используемых в предварительных и оконечных каскадах. Область применения - дециметровый, метровый и нижняя часть сантиметрового диапазона.

Известен делитель мощности, содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи (ОЛП) к выходным плечам, при этом между выходными плечами включен балластный резистор, а к его средней точке подключен шлейф, короткозамкнутый на конце (а.с. №1798840, СССР, Н01Р 5/12).

Однако в указанном делителе мощности коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входа равно КСВН нагрузки. В связи с этим, такое устройство не предназначено для работы с рассогласованными нагрузками.

Кроме того, известен делитель мощности (Гурова И.И. Влияние частотных свойств СВЧ-мостов на широкополосность усилительных каскадов со сложением мощности // Известия вузов, 1974, том 17, №10), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые (ОЛП) к выходным плечам, где между ними включен балластный резистор, при этом на одном из выходов подключен четвертьволновый ОЛП.

Однако указанный делитель мощности обладает свойством квадратурности лишь на центральной частоте диапазона (f₀), и КСВН входа имеет узкую полосу при любых значениях сопротивления нагрузки (R_н).

Задачей предлагаемого изобретения является расширение полосы КСВН входа делителя мощности при любых значениях R_н, за счет обеспечения свойства квадратурности в широкой полосе частот.

Поставленная задача достигается тем, что в известном делителе мощности, содержащем входное плечо, подключенное через четвертьволновые ОЛП к выходным плечам, где между ними включен балластный резистор, в одно выходное плечо введен фильтр верхних частот (ФВЧ), а в другое - ОЛП длиной λ/8, являющийся фильтром нижних частот (ФНЧ).

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 изображено изменение набега фазы от частоты; на фиг.3 изображено отклонение разности фаз выходов от значения 1,57 рад; на фиг.4 - КСВН третьего плеча при рассогласованной нагрузке в 300 м; на фиг.5 - КСВН третьего плеча при рассогласованной нагрузке в 100 Ом.

Предлагаемый делитель мощности (фиг.1) содержит:

Входное плечо (1), подключенное через четвертьволновые ОЛП (2) к выходным плечам (3, 4), где между выходными плечами включен балластный резистор (5). ОЛП длиной λ/8 (6) подключен к выходному плечу 4. Этот отрезок длиной λ/8 (6) выполняется из ОЛП, соответствует электрической длине 45°, выполняет роль ФНЧ. Описан в: Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ. Согласующие цепи и цепи связи. М., Связь, 1972, том I, 222 с. ФВЧ (7) дуален по отношению к ФНЧ, подключается к выходному плечу 3. ФВЧ (7) представляет собой три конденсатора, включенных последовательно, между ними - две катушки индуктивности, закороченные на землю. ФВЧ описан в: Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ. Согласующие цепи и цепи связи. М., Связь, 1972, том I, 222 с. Нагрузка (8, 9) подключается к 6 и 7 соответственно.

Делитель мощности работает следующим образом:

Если в одно из плеч делителя мощности (ДМ) включить ОЛП длиной λ/8 (6), что соответствует набегу фазы - 45°, а в другую структуру ФВЧ (7), имеющую положительное значение набега фазы, то ДМ будет обладать свойством квадратурности (фиг.2). То есть используется дуальная зависимость фазового набега в ФНЧ (6) и ФВЧ (7). Таким образом, разность фаз между двумя выходами будет составлять 90° на средней частоте диапазона, что обеспечивает квадратурность, а разность фаз (∆ϕ)в полосе частот будет меняться по закону:

где f - текущая частота рабочего диапазона;

f₀ - центральная частота рабочего диапазона.

Изменение набега фазы от частоты для такой комбинации приведено на фиг.2. В связи с этим, свойство квадратурное, то есть обеспечение равенства разности фаз на выходных нагрузках R_н, будет наблюдаться в более широкой полосе частот.

Таким образом, для прототипа свойства квадратурное нарушаются при расстройке от центральной частоты - фиг.3, где проиллюстрировано отклонение разности фаз выходов от значения 90º (или 1,57 рад) при частотной расстройке f/f₀ (здесь f - текущее значение частоты), для R_н=10R_входа, где R_входа - сопротивление со стороны входа. Из фиг.3 видно, что для прототипа квадратурность обеспечивается лишь в относительно узкой полосе частот, по сравнению с предлагаемым ДМ.

Если рассмотреть пример с частотой f₀=1 ГГц при работе на рассогласованную нагрузку в 30 Ом (фиг.4), то для уровня КСВН=1,25:

прототип обладает относительной полосой W=26%;

предлагаемый ДМ обладает относительной полосой W=40%.

При работе на рассогласованную нагрузку в 100 Ом (фиг.5) для уровня КСВН=1,25:

прототип обладает относительной полосой W=35%;

предлагаемый ДМ обладает относительной полосой W=60%.

Таким образом, предлагаемое решение обеспечивает расширение полосы КСВН входа делителя мощности при любых значениях R_н, за счет обеспечения свойства квадратурности в широкой полосе частот.

Делитель мощности, содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к выходным плечам, где между выходными плечами включен балластный резистор, отличающийся тем, что в одно выходное плечо введен фильтр верхних частот, а в другое - отрезок линии передачи длиной λ/8, являющийся фильтром нижних частот.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в РЛС и системах связи, преимущественно в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн. .

Многоканальный делитель мощности // 2396645

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в различных радиотехнических устройствах, например, для формирования амплитудно-фазового распределения в приемопередающих активных фазированных антенных решетках.

Полосковый делитель мощности // 2392702

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.

Многоканальный волноводный делитель мощности // 2348091

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.

Полосковый двухканальный делитель // 2324266

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.

Волноводно-щелевая антенная решетка и делитель мощности, используемый в ней // 2321112

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

Волноводная распределительная система // 2310257

Изобретение относится к радиотехнической промышленности средств связи и может использоваться в волноводной СВЧ-измерительной и антенной технике как самостоятельно, так и в составе антенных решеток.

Управляемый делитель мощности // 2258280

Изобретение относится к технике высоких и сверхвысоких частот (СВЧ) и может использоваться в системах, требующих управляемого распределения СВЧ мощности между двумя нагрузками.

Многоканальный делитель мощности // 2250540

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и, в частности, - к конструкции многоканального делителя мощности (ДМ), предназначенного для использования в составе антенных решеток с частотным сканированием.

Способ деления и суммирования многочастотных сигналов и устройство его реализации // 2249888

Изобретение относится к области радиосвязи и техники СВЧ, в частности к технологии изготовления делителей и сумматоров мощности при работе нескольких генераторов на одну передающую антенну или при приеме многочастотных сигналов на многоканальный приемник.

Устройство радиального усиления мощности с компенсацией фазового разброса усилительных каналов // 2484558

Изобретение относится к области сверхвысокочастотных полупроводниковых усилителей

Делитель мощности // 2485641

Импульсный трансформатор на неоднородной линии // 2542755

Изобретение относится к электротехнике, к импульсным трансформаторам. Технический результат состоит в повышении импульсного входного напряжения. Трансформатор включает радиальную линию с радиусом R, состоящую из плоских проводящих дисков с зазором h между ними, в который помещен диэлектрик с проницаемостью ε. Внешний периметр радиальной линии является входом трансформатора с импедансом ρR со значением В центре верхнего проводящего диска выполнено отверстие с радиусом r, внутренний периметр которого является выходом трансформатора. К входу трансформатора равномерно присоединены n электродов подключения с интервалом Δl между краями соседних электродов, причем их количество соответствует значению где Δx - ширина электродов подключения, при этом одновременно значение интервала Δl соответствует условию где с - скорость света в вакууме; τ - длительность фронта нарастания входных импульсов напряжения. Точность синхронизации Δt подачи входных импульсов напряжения соответствует условию Δt<±τ/2. Коэффициент трансформации k равен значению причем где ρвх - импеданс на входе трансформатора; ρвых - импеданс на выходе трансформатора, и удовлетворяет условию где Т - длительность трансформируемого импульса. 14 з.п. ф-лы, 13 ил.

Малогабаритное устройство усиления мощности // 2546060

Изобретение относится к малогабаритному устройству усиления мощности. Технический результат состоит в эффективном комбинировании элементарных усилителей в ячейке активной антенны. Для этого малогабаритное устройство усиления, содержащее, по меньшей мере, одну площадку, параллельную плоскости XY, и, по меньшей мере, два усилительных модуля (41а, 41b), установленных на площадке, при этом каждый усилительный модуль (41а, 41b) содержит усилительный элемент (11а, 11b), входной соединительный волновод (12а, 12b) и выходной соединительный волновод (13а, 13b), ориентированные в одинаковом направлении Х, соответствующем продольному направлению распространения, при этом усилительный элемент (11а, 11b) имеет входную и выходную ось (18а, 18b), ориентированную в направлении Y, перпендикулярном к направлению распространения Х. Устройство характеризуется тем, что входные соединительные волноводы (12а, 12b) двух усилительных модулей (41а, 41b) являются различными, имеют разные длины (La1, Lb1) и установлены параллельно друг другу, выходные соединительные волноводы (13а, 13b) двух усилительных модулей (41а, 41b) являются различными, имеют разные длины (La2, Lb2) и установлены параллельно друг другу, при этом сумма длин (La1+La2, Lb1+Lb2) входных и выходных волноводов одного усилительного модуля является одинаковой для каждого усилительного модуля: La1+La2=Lb1+Lb2. 11 з.п. ф-лы, 20 ил.

Возбудитель волны н01 // 2557474

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к волноводной и антенной технике, и может быть использовано в качестве устройства в длинных магистральных волноводных линиях связи. Техническим результатом заявляемого возбудителя волны H01 является его конструктивное упрощение при одновременном улучшении его технических характеристик. Для этого возбудитель волны H01 состоит из Е-плоскостного Т-образного разветвления 1, боковые плечи 2 которого изогнуты в Е-плоскости по окружности, центр которой совпадает с осью отрезка круглого волновода 3. Каждое из боковых плеч 2 Е-плоскостного Т-образного разветвления 1 соединено с отрезком круглого волновода 3 через прямоугольные волноводы 4, расположенные с шагом λв. С одного конца отрезка круглого волновода 3 установлен короткозамыкатель 5. В отрезок круглого волновода 3 установлен модовый фильтр 6. Размеры узких стенок прямоугольных волноводов 4 выбраны из условия равноамплитудного возбуждения элементов питания отрезка круглого волновода 3. Для данной реализации возбудителя волны H01: b1=1.2b, b2=b, где b - размер узкой стенки бокового плеча 2 Е-плоскостного Т-образного разветвления 1. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Делитель мощности // 2559711

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти широкое применение в системах активных фазированных антенных решеток, радиопередающих устройствах и системах, использующих мощность СВЧ. Технический результат состоит в улучшении развязки между выходными плечами и увеличении коэффициента прямой передачи делителя мощности. Для этого предложен делитель мощности, содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к выходным плечам, между которыми включены балластные резисторы, выполненные в виде отрезков линии передачи с потерями и соединенные в звезду, к общей точке которых подключен короткозамкнутый шлейф, длиной, меньшей четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона, при этом к входному плечу подключен разомкнутый шлейф длиной также меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона. 3 ил.

Волноводное е-плоскостное т-образное разветвление // 2567875

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к волноводным элементам, и может быть использовано в волноводной, антенной и СВЧ измерительной технике. Техническим результатом заявляемого волноводного Е-плоскостного Т-образного разветвления является его конструктивное упрощение при одновременном сохранении технических характеристик. Для этого волноводное Е-плоскостное Т-образное разветвление состоит из входного волновода (1) прямоугольного сечения, в который дополнительно введен 90° уголковый изгиб (2) в Н-плоскости, внутренняя стенка которого совпадает со второй широкой стенкой прямоугольного волновода (1), образующего боковые плечи (3). Элемент (4) согласования, выполненный в виде прямоугольной призмы, расположен в плоскости симметрии волноводного Е-плоскостного Т-образного разветвления, при этом одна из его граней совпадет со второй широкой стенкой прямоугольного волновода (1), образующего два боковых плеча (3). 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Вч генератор // 2601181

Изобретение относится к высокочастотному (ВЧ) генератору. Технический результат изобретения заключается в создании устройства, генерирующего и направляющего ВЧ мощность. ВЧ генератор содержит полый проводник с проводящей стенкой. При этом стенка имеет первую щель, над которой размещен первый твердотельный переключатель, чтобы прикладывать высокочастотное электрическое напряжение над первой щелью. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Радиочастотный сумматор мощности, функционирующий как фильтр высших гармоник // 2615049

Изобретение относится к конструкции фильтра высших гармоник, в частности к радиочастотному сумматору мощности, функционирующему как фильтр высших гармоник. Устройство содержит, по меньшей мере, одну пару установленных соосно металлических проводников в форме диска, по меньшей мере, один из которых имеет центральное осевое отверстие для размещения волновода. Обращенные друг к другу поверхности металлических проводников в форме диска симметричны относительно плоскости симметрии этих проводников с созданием множества следующих друг за другом радиально сообщающихся концентрических полостей, имеющих форму равнобедренного трапецоида с различными основаниями в сечении. Меньшее основание каждого трапецоида расположено ближе к центральной оси. Количество концентрических полостей составляет (2k+1), где k - число фильтруемых гармоник сигнала. Все концентрические полости упомянутого множества полостей имеют одинаковую радиальную длину и разный угол у основания трапецоида, который зависит от волнового импеданса сегмента радиальной линии передачи, созданной каждой из концентрических полостей. Радиочастотный сумматор мощности содержит множество рупорных антенн, установленных равномерно по периферии металлических проводников в форме диска. Внешняя сторона каждой рупорной антенны выполнена с возможностью соединения с радиочастотным модулем, который является источником радиочастотного сигнала. Технический результат заключается в увеличении эффективности усиления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Сверхширокополосный микрополосковый делитель мощности // 2621887

Изобретение относится к устройствам сверхвысокочастотной техники (СВЧ) и может быть применено в области радиолокации, радионавигации. Сверхширокополосный микрополосковый делитель мощности содержит прямоугольный металлический корпус и крышку, микрополосковые линии, развязывающие резисторы, две платы с топологическим рисунком подводящих линий, плату с нанесенным на одной стороне топологическим рисунком делителя мощности, которая содержит входное и два выходных плеча. Входное плечо топологического рисунка делителя мощности соединено с входами первой пары отрезков микрополосковых линий через резистивно-емкостной входной разделитель. Выходные плечи, выполненные в виде радиальных поворотов, соединены с выходами шестой пары отрезков микрополосковых линий. Внутренний проводник входного коаксиального разъема соединен с входным плечом топологического рисунка делителя мощности через внутренний проводник гермоввода при помощи пайки. Выходные плечи топологического рисунка делителя мощности при помощи разварочной фольги соединены с топологическим рисунком подводящих линий, которые через внутренний проводник гермоввода соединены с внутренним проводником выходных коаксиальных разъемов. Изобретение обеспечивает расширение диапазона рабочих частот в сторону СВЧ. 7 ил.