Широкополосный фазовращатель на π/2



Широкополосный фазовращатель на π/2
Широкополосный фазовращатель на π/2
Широкополосный фазовращатель на π/2
Широкополосный фазовращатель на π/2
Широкополосный фазовращатель на π/2

 


Владельцы патента RU 2534956:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (RU)

Широкополосный фазовращатель на π/2 относится к области радиотехники. Достигаемый технический результат - обеспечение постоянного фазового сдвига опорного напряжения в широкой полосе промежуточных частот и повышение широкополостности. Фазовращатель содержит два идентичных отрезка коаксиальной линии 2, 4, резистор 3, цепочку из параллельно соединенных конденсатора 5 и резистора 6, источник опорного напряжения 7, конденсатор 1 . 5 ил.

 

Широкополосный фазовращатель на π/2 относится к области радиотехники, а именно к обработке радиосигналов на промежуточной частоте, и может быть использован в радиолокационной технике при получении квадратурных сигналов.

Известно устройство «Сверхвысокочастотный мост», которое может быть использовано в качестве фазовращателя в широкополосных системах радиосвязи, телекоммуникаций и радиолокации (см. патент РФ на изобретение №2190905, МПК H01P 5/18, H03H 7/48 от 10.10.2002), содержащее два идентичных проводника одинаковой электрической длины, окруженных сплошным металлическим экраном, задействован отрезок коаксиального кабеля с волновым сопротивлением, равным величине подключаемых нагрузок, и электрической длиной, равной электрической длине проводников. Кабель расположен параллельно металлическому экрану вне его, а концы центрального проводника кабеля соединены с соответствующими торцами экрана.

Недостатком устройства является низкая широполостность на частотах от 100 МГц до 300 МГц.

Наиболее близкое к изобретению по технической сущности является устройство «Сверхвысокочастотный мост», описанный в работе: Д.М. Сазонов, А.Н. Гридин, Б.А. Мишустин "Устройства СВЧ", М.: Высшая школа, 1981, стр.118-121, который может быть использован в качестве фазовращателя на π/2. Этот фазовращатель, являясь частным случаем направленного ответвителя на линиях передачи с T-волной, образован двумя идентичными коаксиальными линиями, окруженными сплошным металлическим экраном. Такое конструктивное исполнение моста позволяет обеспечить как в коаксиальном, так и в полосковом вариантах постоянный, равный 90°, сдвиг фаз между выходными сигналами во всем диапазоне рабочих частот.

Однако неравномерность амплитудно-частотной характеристики выходных сигналов существенно увеличивается по мере роста коэффициента перекрытия диапазона, достигая 1,5 дБ в октавной полосе частот, что приводит к уменьшению широкополостности.

Техническим результатом изобретения является обеспечение постоянного фазового сдвига опорного напряжения в широкой полосе промежуточных частот и повышение широкополостности.

Технический результат достигается тем, что известный широкополосный фазовращатель на π/2, содержащий два идентичных отрезка коаксиальных линий, образующих распределенные LC контуры, включенные параллельно, снабжен источником опорного напряжения, один конец конденсатора соединен с концом одного отрезка коаксиальной линии, другой конец которой соединен с выводом резистора, оплетка отрезка коаксиальной линии соединена с оплеткой другого отрезка коаксиальной линии, выходной конец резистора соединен с одним концом другого отрезка коаксиальной линии, общая точка соединения которых подключена к одному концу параллельно соединенной цепочки из других конденсатора и резистора, другой конец цепочки соединен с оплеткой другого отрезка коаксиальной линии и минусовым выводом источника опорного напряжения, плюсовой конец которого соединен с точкой соединения другого вывода конденсатора и вторым отрезком коаксиальной линии.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена электрическая схема фазовращателя, на фиг.2 показана эквивалентная схема фазовращателя, на фиг.3 представлена векторная диаграмма напряжений на элементах схемы, фиг.4 - экспериментальная фазочастотная характеристика фазовращателя, на фиг.5 - экспериментальная кривая зависимости фазы выходного сигнала фазовращателя от изменения уровня входного сигнала.

Широкополосный фазовращатель на π/2 содержит конденсатор 1, один конец которого соединен с концом первого отрезка коаксиальной линии 2, другой конец которой соединен с входным концом резистора 3. Оплетка первого отрезка коаксиальной линии 2 соединена с оплеткой идентичного второго отрезка коаксиальной линии 4. Выходной вывод резистора 3 соединен с одним концом отрезка коаксиальной линии 4, общая точка соединения которых подключена к одному концу параллельно соединенной цепочки из конденсатора 5 и резистора 6, другой конец которой соединен с оплеткой отрезка коаксиальной линии 4 и минусовым выводом источника опорного напряжения 7, плюсовой конец которого соединен с точкой соединения другого конца конденсатора 1 и отрезком коаксиальной линии 4.

Широкополосный фазовращатель на π/2 работает следующим образом.

Сигнал промежуточной частоты F=150.0 от источника опорного напряжения 7 поступает на конденсатор 1 и вход второго отрезка коаксиальной линии 4. Два одинаковых отрезка коаксиальной линии создают одинаковый фазовый сдвиг входного сигнала. Изменение величины сопротивления резистора 3 на выходе первого отрезка коаксиальной линии 2 обеспечивает в небольших пределах регулировку фазового сдвига входного сигнала. Векторная диаграмма показывает, что при изменении частоты входного сигнала в полосе 50.0 МГц будет изменяться угловой сдвиг векторов U1 и U2 на одинаковую величину относительно входного сигнала, при этом сдвиг между векторами входного и выходного сигналов будет сохраняться 90°. На конденсаторе 1 фаза поворачивается на 90° относительно входного сигнала Uвх. На коаксиальной линии 2 напряжение U1 сдвинуто по фазе относительно напряжения Uc1 на конденсаторе 1 на угол 45°, этот фазовый сдвиг определяется длиной отрезка коаксиальной линии. Сумма напряжений на эквивалентном контуре U1 и на конденсаторе 1, а также на втором эквивалентном контуре U2 создает выходное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного сигнала Uвх на π/2. Оплетки обоих отрезков коаксиальных линий объединяются между собой минусовым выводом источника опорного напряжения и выводом параллельной цепочки конденсатора 5 и резистора 6, что приводит к обеспечению работоспособности фазовращателя.

Широкополосность и неизменность фазового сдвига π/2 обеспечивается одинаковостью длин отрезков коаксиальных линий.

Экспериментально полученная фазочастотная характеристика фазовращателя показывает, что полностью обеспечивается широкополосность фазовой характеристики фазовращателя на уровне 90°. Неквадратурность сигналов не превышает 5° в полосе 60 МГц. Включение параллельной цепочки конденсатора 5 и резистора 6 обеспечивает подстройку фазовращателя в необходимых пределах.

Качество фазовращателя определяется сохранением постоянного коэффициента передачи в широкой полосе частот входного сигнала, сохранением величины фазового сдвига фазовращателя при изменении уровня входного сигнала от (-6 дБ) до (-50 дБ). Требуемые параметры фазовращателя подтверждаются экспериментальными измерениями. Как видно из графика экспериментальных измерений, при изменении уровня входного сигнала на рабочей частоте f=150.0 МГц в пределах 0…-50 дБ сдвиг фазы линии задержки 90° практически не меняется.

Неизменность фазового сдвига с помощью фазовращателя на 90° является необходимым условием при формировании квадратурных сигналов.

Использование изобретения позволяет обеспечить постоянный фазовый сдвиг опорного напряжения в широкой полосе промежуточных частот и повысить широкополосность фазовращателя.

Широкополосный фазовращатель на π/2, содержащий два идентичных отрезка коаксиальных линий, образующих распределенные LC контуры, включенные параллельно, отличающийся тем, что снабжен источником опорного напряжения, один конец конденсатора соединен с концом одного отрезка коаксиальной линии, другой конец которой соединен с выводом резистора, оплетка отрезка коаксиальной линии соединена с оплеткой другого отрезка коаксиальной линии, выходной конец резистора соединен с одним концом другого отрезка коаксиальной линии, общая точка соединения которых подключена к одному концу параллельно соединенной цепочки из других конденсатора и резистора, другой конец цепочки соединен с оплеткой другого отрезка коаксиальной линии и минусовым выводом источника опорного напряжения, плюсовой конец которого соединен с точкой соединения другого вывода конденсатора и вторым отрезком коаксиальной линии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники (ФПУ). Технический результат - повышение надежности.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в реализации линий задержки, фазовращателей и фазовых корректирующих устройствах с высокими показателями качества.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для сдвига низкочастотного синусоидального сигнала по фазе и может быть использовано в области автоматизации энергосистем для построения элементов сдвига фаз.

Изобретение относится к импульсной технике и радиотехнике и может быть использовано в системах автоматики. .

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройством для программного цифрового управления фазовым сдвигом синусоидального напряжения высокой частоты в автоматизированных системах стабилизации опорных генераторов, и может быть использовано в автоматических информационно-измерительных системах, а также в фазокогерентных системах связи.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Изобретение относится к радиотехнике. .

Изобретение относится к области радиотехники и связи и м.б. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах и радиоизмерениях как самостоятельное устройство.

Изобретение относится к устройствам связи источника сигнала с нагрузками. .

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 устройствам сверхвысокочастотной (СВЧ) техники и может найти применение в области радиолокации, радионавигации, связи, антенно-фидерных системах и радиоизмерительной технике для направленного ответвления части мощности из СВЧ-тракта.

Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в волноводной СВЧ антенной технике в составе фазированных антенных решеток. .

Изобретение относится к устройствам связи источника сигнала с нагрузками. .

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 технике сверхвысоких частот и может быть использовано в радиоэлектронных приемо-передающих трактах. .

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

Использование: для радиолокации, радионавигации, связи, а также в антенных системах и радиоизмерениях. Сущность изобретения заключается в том, что направленный ответвитель, выполненный на диэлектрической подложке с нанесенной топологией направленного ответвителя, состоит из четырех отрезков подводящих полосковых линий и области связанных однородных полосковых линий, при этом в область связанных однородных полосковых линий введены два одинаковых участка дополнительных связанных полосковых линий, расположенных по краям области связанных однородных полосковых линий симметрично относительно ее центра, при этом суммарная длина области связанных полосковых линий L=(0.2÷0.3)λсв, где λсв - длина волны области связанных полосковых линий на центральной частоте. Технический результат: обеспечение возможности конструктивного упрощения при одновременном улучшении его технических характеристик. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх