Переключатель-делитель свч



Переключатель-делитель свч
Переключатель-делитель свч
Переключатель-делитель свч

 


Владельцы патента RU 2627541:

Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (RU)

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и может быть использовано в антенных системах широкополосных передающих систем для согласованного переключения СВЧ мощности между двумя антеннами и синфазного деления мощности между ними. Переключатель-делитель СВЧ содержит кольцевую линию передачи, к которой на расстоянии четверти длины волны друг от друга подключены входная и две выходных линии, причем волновое сопротивление кольцевой линии находится в пределах от Z0 до √2×Z0, где Z0 - волновое сопротивление входной и выходных линий. В выходных линиях на расстоянии от точки подключения к кольцевой линии меньше одной восьмой длины волны, параллельно кольцевой линии передачи включены первый и второй коммутирующие диоды. К середине отрезка кольцевой линии между точками подключения выходных линий подключен третий коммутирующий диод, к другому концу которого подключен отрезок линии, закороченный на другом конце, и длиной меньше одной восьмой длины волны. Технический результат заключается в обеспечении хорошего согласования в широком диапазоне частот в обоих режимах. 3 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и может быть использовано в антенных системах широкополосных передающих систем для согласованного переключения СВЧ мощности между двумя антеннами и синфазного деления мощности между ними.

Известен широкополосный микрополосковый переключатель СВЧ (патент РФ №2339126, МКИ Н01Р 1/15, опубл. 20.11.2008 г. ), содержащий входную линию, к концу которой подключены две выходные линий через коммутаторы из последовательно соединенных трех p-i-n диодов, между которыми расположены разомкнутые шлейфы. Переключатель выполняет только функции переключения мощности между двумя выходами. Кроме того, из-за использования p-i-n диодов, включенных в линию передачи последовательно, величина переключаемой мощности невысокая.

Больший уровень переключаемой мощности обеспечивают переключатели с параллельным включением p-i-n диодов в линию передачи. Наиболее близким к заявляемому является выбранный в качестве прототипа переключатель (авт. свид. СССР №1497658, МКИ Н01Р 1/15, опубл. 30.07.89), содержащий кольцевую линию передачи, к которой на расстоянии четверти длины волны друг от друга подключены входная и две выходные линии. В выходных линиях на определенном расстоянии от точки подключения к кольцевой линии, меньше одной восьмой длины волны, параллельно линии передачи включены первый и второй коммутирующие диоды. При этом волновое сопротивление кольцевой линии больше волнового сопротивления входной и выходных линий. Известное устройство имеет ограниченные возможности, т.к. выполняет только функцию переключения мощности между двумя выходами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет выполнения переключателем дополнительной функции синфазного деления мощности при обеспечении согласования в широком диапазоне частот.

Для достижения указанной цели в переключатель-делитель СВЧ, содержащий кольцевую линию передачи, к которой на расстоянии четверти длины волны друг от друга подключены входная и две выходные линии, причем волновое сопротивление кольцевой линии находится в пределах от Z0 до √2×Z0, где Z0 - волновое сопротивление входной и выходных линий, а в выходных линиях, на расстоянии от точки подключения к кольцевой линии меньше одной восьмой длины волны, параллельно кольцевой линии передачи включены первый и второй коммутирующие диоды, согласно изобретению дополнительно введены третий коммутирующий диод, идентичный первым двум, и подключенный к нему отрезок линии, закороченный на другом конце, при этом третий коммутирующий диод подключен к середине отрезка кольцевой линии между точками подключения выходных линий, а отрезок линии имеет длину меньше одной восьмой длины волны.

Введение дополнительного коммутирующего диода с отрезком линии, закороченным на конце, и подключение его к середине отрезка кольцевой линии, между точками подключения выходных линий, позволяет выполнять дополнительную функцию синфазного деления мощности между двумя выходами схемы. А длина отрезка линии, меньше одной восьмой длины волны, обеспечивает широкополосное согласование в широком диапазоне частот в режиме деления.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого переключателя из литературы неизвестны, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого переключателя-делителя; на фиг. 2 - АЧХ предлагаемого переключателя-делителя в режиме переключения (а); на фиг. 3 - АЧХ в режиме деления (б).

Предлагаемый переключатель-делитель СВЧ (см. фиг. 1) содержит кольцевую линию передачи, состоящую из отрезков линий 1, 2, 3, 4, соединенных между собой последовательно в кольцо. К кольцевой линии в точке соединения отрезков 1, 2 подключена входная линия 5, в точке соединения отрезков 2, 3 отрезок выходной линии 6, в точке соединения отрезков 1, 4 отрезок выходной линии 7. На концах отрезков линий 6, 7 одним выводом включены первый 8 и второй 9 коммутирующие диоды соответственно, вторые выводы которых заземлены. К кольцевой линии в точке соединения отрезков 3, 4 подключен одним выводом третий коммутирующий диод 10, ко второму выводу которого подключен закороченный на конце отрезок линии 11.

Длина отрезков кольцевой линии 1, 2 между точками подключения входной линии 5 и выходных линий 6, 7 равна четверти длины волны в линии передачи на средней частоте рабочего диапазона частот. Длина отрезков кольцевой линии 3, 4 между точками подключения выходных линий 6, 7 и точкой подключения коммутирующего диода 10 равна одной восьмой длины волны в линии передачи на средней частоте рабочего диапазона частот. Волновое сопротивление отрезков кольцевой линии 1, 2, 3, 4 - ZK выбирается из условия согласования в заданном диапазоне частот, больше Z0- волнового сопротивления входной линии 5 и выходных линий 6, 7, но не более чем.

Длина отрезков выходных линий 6, 7, между точками подключения выходных линий 6, 7 к кольцевой линии 1. 2 .3. 4 и точкой подключения коммутирующих диодов 8. 9, меньше одной восьмой длины волны в линии передачи на средней частоте рабочего диапазона частот. Выбирается из условия согласования в заданном диапазоне частот в режиме переключения мощности, при выбранном волновом сопротивлении кольцевой линии ZK (В.П. Петренко. Расчет широкополосного СВЧ переключателя. Радиотехника, 1989, №11, стр. 73-75).

Длина и волновое сопротивление отрезка линии 11 выбирается из условия согласования в заданном диапазоне частот в режиме деления мощности. При этом при его волновом сопротивлении, равном Z0, длина отрезка линии 11 меньше одной восьмой длины волны.

Предлагаемый переключатель-делитель СВЧ работает следующим образом. В режиме переключения мощности диод 10 закрыт. Для соединения входа ВХ с выходом ВЫХ1 диод 9 закрывают и диод 8 открывают. Диод 8 шунтирует выходную линию передачи 6, и мощность не проходит на выход ВЫХ2. СВЧ мощность проходит с входа ВХ на выход ВЫХ1 в основном по отрезку линии передачи 1 и частично по отрезкам линии передачи 2, 3, 4, в которые включен короткозамкнутый шлейф, образованный отрезком выходной линии 6, закороченный диодом 8. Анализ схемы показывает, что при длине отрезка линии 6, равной нулю, схема переключателя эквивалентна схеме двухшлейфового фильтра. При этом переключатель согласован при волновом сопротивлении кольцевой линии ZK, равной Z0. Для увеличения ширины рабочего диапазона частот сопротивление кольцевой линии ZK необходимо увеличивать при соответствующем увеличении длины отрезка линии 6.

В режиме переключения мощности, поступающей на вход ВХ, на выход ВЫХ2 диод 8 закрывают и диод 9 открывают. Переключатель-делитель СВЧ работает аналогичным образом.

В режиме деления мощности, поступающей на вход ВХ, между выходами ВЫХ1, ВЫХ2, диоды 8, 9 закрывают, диод 10 открывают. К кольцевой линии в точке соединения отрезков 3, 4 подключается через диод 10 короткозамкнутый отрезок 11.

СВЧ мощность с входа ВХ проходит на выходы ВЫХ1, ВЫХ2 через отрезки кольцевой линии 1 и 7, 2 и 6 соответственно. Вследствие симметрии схемы мощность делится поровну и синфазно. В режиме деления делитель представляет собой широкополосный трансформатор сопротивлений в виде четвертьволнового отрезка с короткозамкнутым шлейфом, образованный отрезком кольцевой линии 3, 4 и отрезком 11. При этом шлейф подключен к выводу с меньшим волновым сопротивлением, а резонансная частота его устанавливается длиной отрезка линии 11, равной средней частоте рабочего диапазона частот.

Так как волновое сопротивление отрезков 3, 4 кольцевой линии выбрано, исходя из условия согласования в режиме переключателя, больше волнового сопротивления входа, обеспечивается согласование и в режиме деления мощности. Имеется такое значение волнового сопротивления кольцевой линии, при котором обеспечивается одинаковое согласование в обоих режимах. На фиг. 2 представлены расчетные АЧХ переключателя делителя в режиме переключения и деления. Волновое сопротивление кольцевой линии, т.е. отрезков линий 1, 2, 3, 4, равно ZK=65 Ом, волновое сопротивление отрезков линии 5, 6, 7, 11 равно Z0=50 Ом, электрическая длина отрезков 6, 7, 11 на средней частоте диапазона частот равна 35 градусов. Видно, что предлагаемый переключатель-делитель в октавном диапазоне частот согласован по уровню КСВН меньше 1.2 как в режиме переключения, так и в режиме деления.

Технико-экономический эффект предлагаемого переключателя-делителя состоит в следующем. Установка одного дополнительного диода 10 и отрезка линии 11 обеспечивает, помимо режима переключения мощности между двумя выходами, режим согласованного синфазного деления мощности между выходами. При этом обеспечивается хорошее согласование в широком диапазоне частот в обоих режимах.

На предприятии был изготовлен макет предложенного переключателя-делителя. Макет выполнен на микрополосковой линии. При экспериментальной проверке были получены результаты, подтверждающие достижение поставленной цели. Макет в диапазоне частот с перекрытием 2.0 обеспечивал режимы деления и переключения мощности с дополнительными потерями не более 0.6 дБ, при КСВН со стороны входа ВХ меньше 1.25.

Переключатель-делитель СВЧ, содержащий кольцевую линию передачи, к которой на расстоянии четверти длины волны друг от друга подключены входная и две выходные линии, причем волновое сопротивление кольцевой линии находится в пределах от Z0 до , где Z0 - волновое сопротивление входной и выходных линий, а в выходных линиях, на расстоянии от точки подключения к кольцевой линии меньше одной восьмой длины волны, параллельно кольцевой линии передачи включены первый и второй коммутирующие диоды, отличающийся тем, что в него дополнительно введены третий коммутирующий диод, идентичный первым двум, и подключенный к нему отрезок линии, закороченный на другом конце, при этом третий коммутирующий диод подключен к середине отрезка кольцевой линии между точками подключения выходных линий, а отрезок линии имеет длину меньше одной восьмой длины волны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к волноводным преобразователям плоскости поляризации. Компактная 90-градусная скрутка состоит из входного волновода с горизонтальной поляризацией, соосного с ним выходного волновода с вертикальной поляризацией и преобразователя поляризации, размещаемого между входным и выходным волноводами.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре для защиты от пробоя каскадов приемного тракта. Устройство содержит входную и выходную линии связи, три полосковых (стержневых) резонатора с параллельной электромагнитной связью и длиной, близкой к четверти длины волны на средней частоте рабочего диапазона.

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены короткозамкнутые с одного конца полосковые проводники, а на вторую сторону нанесены короткозамкнутые с противоположного конца полосковые проводники, связанные электромагнитно.

Изобретение может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах систем локации и связи, в том числе в аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем Glonass, GPS для разделения сигналов поддиапазонов L1, L2, L3, в пассивных когерентных локационных системах для разделения сигналов ТВ и ФМ вещания.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в спутниковой связи и в системах непосредственного телевизионного вещания с поляризационным уплотнением.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим постоянный фазовый сдвиг между опорным каналом (компенсирующей линией) (ОК) и фазосдвигающим каналом (ФК) в широкой полосе частот.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к фильтрам. Полосно-пропускающий СВЧ-фильтр содержит установленные на металлическое основание и гальванически соединенные между собой боковыми поверхностями четвертьволновые резонаторы, изготовленные на основе коаксиальных керамических линий квадратного сечения.

Многослойный полосно-пропускающий фильтр содержит параллельные слои диэлектрика резонансной толщины, каждый из которых отделен один от другого и от окружающего пространства плоской решеткой параллельных тонкопленочных полосковых проводников с упорядоченными осями.

Изобретение относится к области радиоизмерительной СВЧ-техники и предназначено для автоматической регулировки коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВU) и неравномерности по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) и фазочастотной характеристике (ФЧХ) в СВЧ-приборах.

Изобретение относится к устройствам СВЧ-электроники и может быть использовано при конструировании нано- и микроэлектронных элементов для обработки сигналов. Элемент на магнитостатических спиновых волнах (МСВ) имеет две пары микрополосковых преобразователей, которые образуют два параллельных линейных канала распространения МСВ, разнесенных друг от друга на расстояние, обеспечивающее размещение между указанными каналами резонатора МСВ, взаимодействующего с линейными каналами.

Изобретение относится к технике СВЧ и электротехнике и может быть использовано для радиолокационных станций (РЛС) кругового обзора. Заявленное многофункциональное вращающееся устройство содержит последовательно соединенные коробку ввода кабелей, вращающееся контактное устройство и коаксиально-оптическое вращающееся сочленение с неподвижной частью и вращающейся частью, при этом в коаксиально-оптическое вращающееся сочленение встроен оптический вращающийся переход, вход и выход которого находится на общей оси вращения. Технический результат заключается в обеспечении возможности одновременной передачи высокочастотной, низкочастотной энергии и цифрового сигнала (по оптическому каналу через вращающийся оптический переход) от неподвижной к вращающейся части антенного поста РЛС, герметичности, компактности и универсальности конструкции, а также в обеспечении возможности удобного размещения устройства в конструкции антенного поста и подключения высокочастотных и низкочастотных и оптического кабелей через коробку ввода. 1 ил.
Наверх