Плата деления и суммирования

Изобретение относится к области радиосвязи и техники СВЧ и предназначено для работы в составе антенных решеток и систем, количество каналов которых кратно трем. Предложена плата деления и суммирования, характеризующаяся тем, что содержит общий канал, вынесенный на обратную сторону платы через сквозное отверстие, и три канала, разнесенных на плате симметрично относительно друг друга под углом 120° и соединенных микрополосковыми линиями с резисторами. Технический результат заключается в повышении энергетической эффективности использования платы деления и суммирования за счет обеспечения возможности равноамплитудного и синфазного деления мощности сигнала с одного канала на три канала или, в случае суммирования, с трех каналов на один при обеспечении гальванической развязки всех каналов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области радиосвязи и техники СВЧ и предназначено для работы в составе антенных решеток и систем, количество каналов которых кратно трем.

Оптимальным расположением излучателей антенной решетки, как правило, является их расположение по квадрату, следовательно, количество элементов в данном случае может быть равно 4, 16…22N. Для таких антенных решеток и систем используют широко распространенные платы деления и суммирования 1:2. Однако при ограничении габаритов антенной решетки, например при использовании 9-канальной антенной решетки, применение 16-канальной платы деления и суммирования является невыгодным, так как в данном случае 7 каналов платы получаются незадействованными, что приводит к излишнему энергопотреблению. Оптимальным вариантом в данном случае является использование 9-канальной антенной решетки.

Известны устройства с 2N развязными каналами, разработанные на основе многоканального синфазного делителя мощности Уилкинсона, к выходам которого звездой подключены балластные развязывающие резисторы. Задача данных технических решений заключается в улучшении развязки и коэффициента передачи, для чего в схему делителя вводят дополнительные элементы: короткозамкнутые шлейфы, конденсаторы и другие элементы, что значительно усложняет устройство и снижает его надежность. Кроме того, делители мощности Уилкинсона имеют два выходных канала, что не позволяет использовать их в составе антенных решеток с количеством каналов, кратным трем.

Известен делитель мощности (патент РФ №1798840, 28.02.1993 г.), который содержит входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к выходным плечам, между которыми включены балластные резисторы. Для увеличения рабочей мощности и улучшения развязки к общей точке балластных делителей, соединенных в звезду, подключен короткозамкнутый шлейф.

Рассмотренный делитель, как и аналоги на основе делителя Уилкинсона, имеет два выходных канала либо количество выходных каналов, кратное двум. Это является главным существенным недостатком. Использование указанных делителей в составе антенных решеток с количеством каналов, кратным трем, является энергозатратным.

Заявителю не известны конструктивные решения по плате деления и суммирования, предоставляющие возможность передачи мощности сигнала с одного канала на три (в случае ее деления) и с трех каналов на один (в случае суммирования), обеспечивающие тем самым эквивалентность количества каналов платы деления и суммирования количеству каналов антенной решетки, кратному трем. Поэтому решение по патенту РФ №1798840 принято за наиболее близкий аналог к заявляемому решению.

Задачей изобретения является создание конструкции платы деления и суммирования, имеющей гальванически развязанные входные и выходные каналы и позволяющей передавать мощность сигнала с одного канала на три канала или, в случае суммирования, с трех каналов на один.

Техническим результатом изобретения является повышение энергетической эффективности использования платы деления и суммирования за счет обеспечения возможности равноамплитудного и синфазного деления мощности сигнала с одного канала на три канала или, в случае суммирования, с трех каналов на один при обеспечении гальванической развязки всех каналов.

Технический результат достигается при использовании платы деления и суммирования, содержащей общий канал, вынесенный на обратную сторону платы через сквозное отверстие, три канала, разнесенных на плате симметрично относительно друг друга под углом 120° и соединенных микрополосковыми линиями с резисторами.

Плата деления и суммирования имеет гексагональную форму.

Заявляемая конструкция платы деления и суммирования обеспечивает сложение сигнала в противофазе на выходных каналах, что позволяет обеспечить необходимую гальваническую развязку между общим каналом и тремя разнесенными по плате каналами и в итоге получить плату с возможностью передачи мощности сигнала с одного канала на три в случае деления сигнала и с трех каналов на один в случае суммирования сигнала. Такая плата может быть использована в антенных решетках и системах с количеством каналов, кратным трем, что исключает наличие лишних незадействованных каналов и тем самым повышает энергетическую эффективность.

На фиг. 1 изображена плата деления и суммирования (вид сверху), на фиг. 2 - плата деления и суммирования (вид снизу), на фиг. 3 - пример использования платы деления и суммирования в составе 9-канальной антенной решетки.

Плата деления и суммирования 1 содержит общий канал 2, вынесенный на заднюю сторону платы через сквозное отверстие, три канала 3, разнесенные на плате симметрично относительно друг друга под углом 120° и соединенные микрополосковыми линиями 4 с резисторами 5.

Предлагаемое изобретение представляет собой плату гексагональной формы для улучшения таких характеристик, как коэффициент передачи и синфазность.

В заявляемом решении для обеспечения требуемой гальванической развязки общий канал 2 вынесен на заднюю сторону платы деления и суммирования 1 через сквозное отверстие, а три канала 3 разнесены на шестиугольной плате 1 симметрично относительно друг друга под углом 120°, что обеспечивает сложение сигнала в противофазе.

Сложение сигнала в противофазе, в свою очередь, достигнуто за счет выбора длин микрополосковых линий 4 с резистором 5, соединяющих каналы 3 (плечи) платы 1, которые должны отличаться от 2Lпл на половину длины волны λ.

Длина каналов 3 (плеч) Lпл рассчитывается по формуле

где λ - длина волны, которая равна

где f - частота рабочего диапазона платы деления и суммирования, ε - диэлектрическая проницаемость материала платы 1.

Длина линии L от плеча платы до резистора составляет

При необходимости подачи больших мощностей допускается использование более мощных резисторов.

При необходимости уменьшения габаритов платы допускается использовать диэлектрический материал с большей диэлектрической проницаемостью ε (габариты платы уменьшаются обратно пропорционально √ε).

В составе 9-канальной антенной решетки плата деления и суммирования работает следующим образом. При подаче СВЧ-сигнала на общий канал 2 платы деления и суммирования 1 мощность сигнала синфазно и с равной амплитудой распределяется между тремя каналами 3 указанной платы. С выходных портов первой платы 1 мощность поступает на общий канал 2 следующих плат деления и суммирования 1 с последующей передачей на приемо-передающие модули 6 и далее на антенную решетку 7 или сразу на антенную решетку 7 в случае пассивной схемы.

За счет высокого значения развязки между выходными портами плату деления и суммирования допускается использовать в антенных решетках с широким углом сканирования.

1. Плата деления и суммирования, характеризующаяся тем, что содержит общий канал, вынесенный на обратную сторону платы через сквозное отверстие, три канала, разнесенных на плате симметрично относительно друг друга под углом 120° и соединенных микрополосковыми линиями с резисторами.

2. Плата деления и суммирования по п. 1, характеризующаяся тем, что имеет гексагональную форму.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Изобретение относится к высокочастотному (ВЧ) генератору. Технический результат изобретения заключается в создании устройства, генерирующего и направляющего ВЧ мощность.

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.

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти широкое применение в системах активных фазированных антенных решеток, радиопередающих устройствах и системах, использующих мощность СВЧ.

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.

Изобретение относится к малогабаритному устройству усиления мощности. Технический результат состоит в эффективном комбинировании элементарных усилителей в ячейке активной антенны.

Изобретение относится к электротехнике, к импульсным трансформаторам. Технический результат состоит в повышении импульсного входного напряжения.

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти широкое применение в системах активных фазированных антенных решеток, радиопередающих устройствах и системах, использующих мощность СВЧ.

Изобретение относится к области сверхвысокочастотных полупроводниковых усилителей. .

Изобретение относится к области мощных микроволновых генераторов и может использоваться при создании схем объединителей/делителей мощности. Устройство для объединения радиочастотной мощности содержит волновод 1, выполненный, например, прямоугольным, центральный цилиндрический проводник (2) со средней частью (3), имеющей увеличенный радиус, индуктивные петли связи (4) для ввода радиочастотной мощности от источников (5) в резонатор, размещенные в максимуме амплитуды магнитного поля, подвижный элемент (6) вывода объединенной радиочастотной мощности, выполненный в форме петли связи и закрепленный на осевом центральном цилиндрическом проводнике. Технический результат заключается в обеспечении высокой стабильности частоты и фазы объединяемой радиочастотной мощности и компактности конструкции. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти применение в системах активных фазированных антенных решеток, радиопередающих и других устройствах и системах СВЧ. Предложен делитель мощности, содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к двум выходным плечам, между которыми включен балластный развязывающий резистор, выполненный в виде отрезка линии передачи с потерями. К средней точке резистора подключен короткозамкнутый шлейф длиной меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона, при этом в него введены два разомкнутых шлейфа длиной также меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона, подключенные к входным контактным площадкам балластного развязывающего резистора. Развязывающий резистор выполнен в виде отрезка неоднородной линии передачи с потерями в форме круга, разделенного пополам металлизированной проводящей полоской с присоединенным к ней указанным короткозамкнутым шлейфом, ширина которого равна ширине металлизированной полоски. Входные контактные площадки балластного резистора расположены симметрично по обе стороны диаметра, перпендикулярного указанной металлизированной полоске. В делитель мощности может быть введен дополнительный короткозамкнутый шлейф длиной также меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона, присоединенный к его входному плечу. Техническим результатом изобретения является улучшение развязки между выходными плечами делителя мощности и согласования по его входу и выходам. 1 з.п. ф-лы. 6 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи и техники СВЧ и предназначено для работы в составе антенных решеток и систем, количество каналов которых кратно трем. Предложена плата деления и суммирования, характеризующаяся тем, что содержит общий канал, вынесенный на обратную сторону платы через сквозное отверстие, и три канала, разнесенных на плате симметрично относительно друг друга под углом 120° и соединенных микрополосковыми линиями с резисторами. Технический результат заключается в повышении энергетической эффективности использования платы деления и суммирования за счет обеспечения возможности равноамплитудного и синфазного деления мощности сигнала с одного канала на три канала или, в случае суммирования, с трех каналов на один при обеспечении гальванической развязки всех каналов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх