Делитель мощности для бортовой аппаратуры космического аппарата

Изобретение относится к СВЧ радиотехнике. Делитель мощности содержит четыре направленных ответвителя на связанных линиях. Смежные направленные ответвители расположены перпендикулярно один к другому, так что проводники связанных линий данных направленных ответвителей образуют стороны двух квадратов, первый из которых расположен внутри второго. Направленные ответвители на связанных линиях выполнены трёхдецибельными. Проводники связанных линий каждого направленного ответвителя скрещены так, что их концы расположены на сторонах первого и второго квадратов. Концы проводников, расположенных на смежных сторонах внутреннего квадрата, соединены между собой. Концы проводников, расположенных на противолежащих сторонах второго квадрата, являются входами и выходами соответственно. Делитель может быть выполнен по схеме 4x4 либо по схемам 3x4, 3х3, 4x2. При этом делитель выполнен таким образом, что мощность сигналов на концах проводников связанных линий составляет одну четвертую от входной мощности. Технический результат – повышение эффективности распределения мощности в согласованную нагрузку. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области радиотехники, в частности для применения в бортовой аппаратуре космических аппаратов, в том числе в бортовой аппаратуре, в которой требуется соединять между собой резервируемые СВЧ приборы.

Уровень техники

Для обеспечения большого срока активного существования бортовой аппаратуры космических аппаратов требуется объединять в резервируемую группу до четырех СВЧ приборов с помощью компактных устройств перекрестного резервирования, с обеспечением развязки между входами (выходами).

Известны делители мощности «n  QUOTE  m», выполненные по бинарной схеме (З.И. Модель «Устройства сложения и распределения мощности высокочастотных колебаний», стр. 100, рис 7.1, стр. 102, рис. 7.6). Делители данного типа синтезируются с использованием базовых элементов, включающих в себя направленные ответвители, фазовращатели, аттенюаторы и т.д. (Д.М. Сазонов «Устройства СВЧ» стр. 147, рис. 4.5). Недостатки таких решений заключаются в избыточном количестве базовых элементов, ограничении ширины рабочей полосы, сложности согласования, в неоптимальных массогабаритных характеристиках.

В качестве ближайшего аналога, предлагаемого изобретения, выбран делитель мощности «2 × 2», в котором для сокращения габаритов предложено совместить компенсирующие отрезки линий с основными в четырех секциях на связанных линиях. (см. З.И. Модель «Устройства сложения и распределения мощности высокочастотных колебаний», стр. 96, рис. 6.22). Из-за недостаточного числа развязанных входов n = 2 и развязанных выходов m = 2 данный делитель мощности, в частности, не может быть использован в схемах резервирования приборов бортовой аппаратуры командно-измерительной системы (БА КИС), для которой на входе и выходе приемо-передающего устройства необходимо иметь устройство распределения мощности с большим числом развязанных входов n = 4 и выходов m = 4 при хороших массогабаритных характеристиках.

Раскрытие изобретения

Предлагаемое изобретение направлено на устранение перечисленных выше недостатков. То есть, решаемая изобретением задача заключается в увеличении в делителе мощности числа развязанных входов до четырех и развязанных выходов до четырех. Тем самым обеспечивается возможность резервирования приборов СВЧ бортовой аппаратуры и, в частности, БА КИС, что в итоге позволит повысить надёжность БА КИС при обеспечении её хороших массогабаритных характеристик. Это особенно важно при соединении антенно-фидерного устройства с приемными устройствами, когда используются несколько антенн с резервированными малошумящими усилителями и троированные приемо-передающие устройства (многополюсные распределители СВЧ мощности, например, «3 × 3», используемые в БА КИС для перекрестного резервирования троированных комплектов приемо-передающих устройств и усилителей мощности, не имеют необходимого количества входов и выходов, то есть не позволяют в должной степени решить задачу резервирования БА КИС, а также не обладают требуемыми габаритами).

Указанный выше технический результат достигается при использовании делителя мощности, содержащего четыре направленных ответвителя на связанных линиях, причём данные смежные направленные ответвители размещены перпендикулярно один к другому, так что проводники связанных линий данных направленных ответвителей расположены на сторонах двух квадратов, первый из которых расположен внутри второго. Таким образом, топология размещения проводников связанных линий направленных ответвителей может быть представлена в виде двух описанных выше квадратов. В отличие от аналога, направленные ответвители на связанных линиях выполнены с переходным затуханием 3 дБ, а проводники связанных линий каждого направленного ответвителя скрещены с расположением концов каждого из проводников на сторонах первого и второго квадратов. Концы проводников, расположенных на смежных сторонах первого квадрата, соединены между собой. Концы проводников, расположенных на противолежащих сторонах второго (внешнего) квадрата, являются входами (выходами) и выходами (входами) делителя, соответственно. То есть, в общем случае, на парах противолежащих сторон внешнего квадрата расположены четыре входа и четыре выхода, по два входа или выхода на каждую сторону второго (внешнего) квадрата. Дополнительно, к, по меньшей мере, одному, упомянутому входу или выходу подключена согласованная нагрузка. В итоге, при использовании соединения проводников отрезков 3 дБ связанных линий с предложенной топологией реализуются свойства делителя мощности с одного входа на четыре выхода при обеспечении развязки с остальными тремя входами.

Краткое описание чертежей

На рисунке 1 представлена структурная схема делителя мощности для бортовой аппаратуры командно-измерительной системы, где «1», «2», «3», «4» – обозначения микрополосковых направленных ответвителей со связью 3 дБ. В обозначениях из трёх цифр, разделенных дефисами: первая цифра – номер микрополоскового отрезка связанных линий; вторая цифра – номер его проводника; третья цифра 1 или 2 номер его входа и выхода, соответственно. То есть микрополосковые отрезки связанных линий 1 и 3 подключены к входам 1, 2, 3, 4, а микрополосковые отрезки связанных линий 2 и 4 – к выходам 1, 2, 3, 4, соответственно. Дополнительно, на рисунках 2, 3, 4, 5 представлены структурные схемы делителей мощности «3 × 4», «4 × 3», «3 × 3» и «2 × 3», «3 × 2», «2 × 4», «4 × 2», представляющие собой модификацию схемы «4 × 4».

Осуществление изобретения

В общем случае делитель «4 × 4» предназначен для разветвления мощности сигнала, поданного на один из входов на четыре выхода. СВЧ сигнал, с уровнем мощности Ра, поданный на «Вход 1», поступает на первый конец первого проводника первого отрезка связанных линий (1-1-1). Мощности СВЧ сигналов Рб1 на втором конце первого проводника первого отрезка связанных линий (1-1-2) и Рб2 на втором конце второго проводника первого отрезка связанных линий (1-2-2) будут равны, соответственно, Рб1б2а/2, что обусловлено коэффициентом связи отрезка связанных линий 1, равным 3 дБ. Сигнал с уровнем мощности Рб1 поступает на второй конец второго проводника второго отрезка связанных линий (2-2-2), а сигнал с уровнем мощности Рб2 поступает на второй конец первого проводника четвертого отрезка связанных линий (4-1-2). Мощности СВЧ сигналов Рв1 на первом конце второго проводника второго отрезка связанных линий (2-1-1), Рв2 на первом конце второго проводника второго отрезка связанных линий (2-2-1), Рв3 на первом конце второго проводника четвертого отрезка связанных линий (4-2-1), а также Рв4 на первом конце первого проводника четвертого отрезка связанных линий (4-1-1) составляют Рв1 = Рв2 = Рв3 = Рв4 = Ра/4, соответственно, обусловленные коэффициентом связи связанных линий 2 и 4, равным 3 дБ.

Таким образом, на выходах «Выход 1», «Выход 2», «Выход 3», «Выход 4» присутствуют сигналы, ослабленные на 6 дБ по отношению к мощности сигнала Ра (без учета потерь в связанных линиях 1, 2, 3, 4). Аналогичным образом при подаче сигнала Ра или на «Вход 2», или на «Вход 3», или на «Вход 4» на выходах «Выход 1», «Выход 2», «Выход 3», «Выход 4» будут присутствовать сигналы Рв1 = Рв2 = Рв3 = Ра/4, ослабленные на 6 дБ по отношению к мощности сигнала Ра. Представленная схема делителя «4 × 4» обеспечивает коэффициент передачи между входами «Вход 1», «Вход 2», «Вход 3», «Вход 4», а также между выходами «Выход 1», «Выход 2», «Выход 3», «Выход 4» не более минус 20 дБ. Таким образом, подтверждена возможность использования данного делителя, работающего по схеме «4 × 4», для распределения мощности с одного входа на четыре выхода при обеспечении развязки с остальными тремя входами, что подтверждает возможность использования предложенного делителя для обеспечения резервирования бортовой СВЧ аппаратуры космического аппарата, в частности приёмо-передающей части БА КИС.

Помимо описанной выше схемы «4 × 4» в предложенном делителе могут быть реализованы и иные схемы подключения, которые смогут быть использованы в зависимости от конкретных задач, решаемых бортовой аппаратурой космического аппарата. Например, при подключении к одному из входов (выходов) делителя мощности согласованной нагрузки реализуется схема «3 × 4», «4 × 3». Если в делителе мощности «3 × 4», «4 × 3» к одному из оставшихся входов (выходов) подключить согласованную нагрузку – получим делитель мощности «3 × 3». Если в делителе мощности «3 × 3» к одному из оставшихся входов (выходов) подключить согласованную нагрузку – получим делитель мощности «2 × 3», «3 × 2». Если в делителе мощности «3 × 4», «4 × 3» к одному из оставшихся входов (выходов) подключить согласованную нагрузку – получим делитель мощности «2 × 4», «4 × 2».

Таким образом, предложен делитель мощности, позволяющий повысить надёжность БА КИС при обеспечении её хороших массогабаритных характеристик. При решении задач, аналогичных описанным выше, помимо БА КИС предложенный делитель мощности может быть использован в ином СВЧ оборудовании.


1. Делитель мощности для бортовой аппаратуры космического аппарата, содержащий четыре направленных ответвителя на связанных линиях, причём

смежные направленные ответвители размещены перпендикулярно один к другому, так что проводники связанных линий данных направленных ответвителей расположены на сторонах двух квадратов, первый из которых размещен внутри второго, отличающийся тем, что

направленные ответвители на связанных линиях выполнены с переходным затуханием 3 дБ,

проводники связанных линий каждого направленного ответвителя скрещены так, что их концы расположены на сторонах первого и второго квадратов, при этом

концы проводников, расположенных на сторонах первого квадрата, соединены между собой, а

концы проводников, расположенных на противолежащих сторонах второго квадрата, являются входами (выходами) и выходами (входами) делителя, соответственно.

2. Делитель мощности по п. 1, отличающийся тем, что к, по меньшей мере, одному упомянутому входу или выходу подключена согласованная нагрузка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано при проектировании фазированных антенных решеток, в частности, направленных ответвителей (НО).

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Заявленный транснаправленный ответвитель на связанных линиях содержит горизонтальную диэлектрическую подложку с четырьмя подводящими микрополосковыми линиями, на которую устанавливается вертикальная диэлектрическая плата с нанесенной с двух противоположных сторон металлизацией, образующей связанные линии с лицевой связью, подключенные к подводящим линиям; в горизонтальной диэлектрической подложке выполняется несквозное окно, проникающее до заземленного основания, при этом геометрические размеры окна и вертикальной платы задаются такими, чтобы обеспечить необходимую электромагнитную связь между связанными линиями, а также согласование с подводящими линиями, при этом величина диэлектрической проницаемости материала вертикальной платы выбирается достаточно большой с тем, чтобы достичь отношения эффективных диэлектрических проницаемостей связанных линий при противофазном и синфазном возбуждениях, равного 9:1.

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.

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.

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 машиностроения и может быть использовано как устройство закрепления оборудования к конструкции корпуса космического аппарата. Регулировочно-соединительное устройство содержит комплект крепежных элементов для шарнирного соединения, шпангоут, на посадочные поверхности которого установлены узлы регулировки.
Изобретение относится к космической технике. В способе определения деформации корпуса КА в полете фиксируют на внутренней поверхности иллюминатора КА в заданном положении фотокамеру, выбирают в качестве реперных точек ориентиры на внешней поверхности КА, попавшие в поле зрения фотокамеры, и фиксируют направления от фотокамеры на реперные точки.

Изобретение относится к оборудованию космических аппаратов (искусственных спутников) и средствам его развертывания на орбите. Устройство содержит две идентичные взаимно сбалансированные по массе пары прямолинейно-направляющих механизмов, установленных симметрично в вертикальных параллельных плоскостях.

Изобретение относится к авиации и касается созданий конструкций для летательных аппаратов (ЛА). При изготовлении отсека ЛА в виде оболочки вращения на оправку укладывают разделительный слой из резиноподобного материала со спиральными обоих направлений канавками одинаковой ширины, слоями из высокомодульных нитей вматывают в эти канавки спиральные ребра, затем наматывают обжимающую облицовку из термоусаживающего материала, термообрабатывают, удаляют облицовку, снимают с оправки и удаляют разделительный слой.

Изобретение относится к авиации и касается изготовления конструкций отсеков летательных аппаратов (ЛА). При изготовлении отсека в виде оболочки вращения ячеистой структуры на оправку укладывают разделительный слой из резиноподобного материала с кольцевыми и спиральными канавками, затем слоями из высокомодульных нитей вматывают в эти канавки кольцевые и спиральные ребра, с натяжением наматывают наружную оболочку, термообрабатывают, снимают с оправки и удаляют разделительный слой.

Изобретение относится к космической технике, в частности к конструкции космических аппаратов (КА) для калибровки РЛС. КА содержит корпус с приборным отсеком, двигательную установку, системы ориентации и стабилизации, солнечные батареи.

Изобретение относится к области авиации и космонавтики, в частности к конструкциям летательных аппаратов. Устройство энергоприводной системы реактивного летательного аппарата для реализации автономного перманентного полета с получением энергии из окружающей среды содержит в вершине первого купола открывающиеся эжекторы-воздухозаборники.

Изобретение относится к оборудованию, развертываемому снаружи космического аппарата (КА), и может быть использовано на КА дистанционного зондирования земной поверхности.

Изобретение относится к области космической техники и физике состояния газа и может быть использовано для количественной оценки остаточной характеристической скорости в случае реактивной выработки рабочего тела из емкостей рабочей системы.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при изготовлении космических аппаратов (КА). Изготавливают комплектующие, собирают КА с системой электропитания с солнечными, аккумуляторными батареями и стабилизированным преобразователем напряжения с общей шиной, проводят электрические испытания, сборку схем испытаний КА на функционирование, проводят испытания на воздействие механических нагрузок, проводят термовакуумные испытания, проводят заключительные испытания, при проектировании схем испытаний соединители в силовых цепях аккумуляторных батарей выбирают с розетками, перед стыковкой выбранных соединителей предварительно контролируют отсутствие гальванической связи цепей с корпусом КА через дополнительно предусмотренные от цепей контролируемых соединителей выводы с токоограничительными резисторами по величине напряжения между контролируемыми цепями и шинами аккумуляторных батарей, стыкуют соединители при сборке схем испытаний.

Изобретение относится к терморегулируемому бортовому оборудованию космического аппарата (КА). Отсек содержит шестиугольную платформу (многослойную панель), на которой с двух сторон размещены тепловыделяющие элементы блоков аппаратуры. Несущая конструкция отсека выполнена на основе тепловых труб (ТТ). Её верхний торец повторяет контур платформы. Элементы аппаратуры, не требующие охлаждения, установлены на силовой ферме, закрепленной на нижнем торце несущей конструкции в виде правильного треугольника. Система терморегулирования объединяет две системы: одна обслуживает тепловыделяющие элементы, не требующие, а другая – требующие низкотемпературного охлаждения. Первая имеет цилиндрический радиатор-излучатель и соединенные с ним ТТ. Другая включает низкотемпературные ТТ, стыкуемые с низкотемпературной ТТ для отвода тепла в космическое пространство. Все ТТ имеют возможность теплового контакта с указанными тепловыделяющими элементами. Техническим результатом изобретения является оптимизация компоновки КА, повышение прочности и жесткости конструкции при наземных операциях и выведении, а также повышение термоустойчивости при работе на орбите. 3 ил.

Изобретение относится к СВЧ радиотехнике. Делитель мощности содержит четыре направленных ответвителя на связанных линиях. Смежные направленные ответвители расположены перпендикулярно один к другому, так что проводники связанных линий данных направленных ответвителей образуют стороны двух квадратов, первый из которых расположен внутри второго. Направленные ответвители на связанных линиях выполнены трёхдецибельными. Проводники связанных линий каждого направленного ответвителя скрещены так, что их концы расположены на сторонах первого и второго квадратов. Концы проводников, расположенных на смежных сторонах внутреннего квадрата, соединены между собой. Концы проводников, расположенных на противолежащих сторонах второго квадрата, являются входами и выходами соответственно. Делитель может быть выполнен по схеме 4x4 либо по схемам 3x4, 3х3, 4x2. При этом делитель выполнен таким образом, что мощность сигналов на концах проводников связанных линий составляет одну четвертую от входной мощности. Технический результат – повышение эффективности распределения мощности в согласованную нагрузку. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх