Устройство для автоматического согласования импедансов в приемнопередающих станциях

 

О П И CAW44ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< 306793

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОФАУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6II) Дополнительное к авт. свиа-ву(22) Заявлено 03.08.67 (21) 1176198/26-09 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпуСликовано 05.02,79рюллетень №

Дата опубликования описания 10.02.79 (51) М. Кл.

Н 03 Н 13/00

Гмударствихны9 кшати сссР а делам хзобрвтвихй и открытий (53) QK 621.396, 662 5 (088 8) г (72) Авторы изобретения

Н. Я. Суровцева, Н. В. Шебвпднн н А. А. Смирнов (71) Заявитель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СОГЛАСОВАНИЯ

ИМПЕДАНСА АНТЕННЫ С ВОЛНОВЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

ФИДЕРА

Изобретение предназначено для автоматического малоннерционного согласования в широком диапазоне частот импедансов антеин с малой действующей высотой с питающим фидером в режиме передачи н приема. С его помощью можно согласовать антенны, импедансы которых меняются в очень широких пределах, причем активные сопротивления антенн могут изменяться от долей до десятков ом, а реактивные — от нескольких тысяч от отрицательной до нескольких десятков ом по положительной полуоси.

Известные согласующие устройства для антенн, устанавливаемых на подвижных объектах, содержат два илн более реактивных элемента настройки и два фазовых датчика, выполненных по схеме фазовых дискриминаторов. Один из датчиков служит для настройки контура в резонанс, другой — датчиком бегущей волны в фидере. Эти устройства трудны в настройке, имеют сложную инерционную логическую систему управления, большой вес и габариты, что особенно неудобно при установке их в летающих аппаратах.

Невозможность сопряжения по всему рабочему диапазону двух фазовых дискриминаторов, каждый из которых имеет ощутимый уход нуля, приводит к тому, что коэффициент бегущей волны (КБВ) в филере на некоторых участках диапазона падает до величины порядка 0,4 — 0,5, Управление ведется двумя двигателями, имеются два вэаимодействуюших канала автоматики. Время настройки подобных систем измеряется десятка м и секунд.

В предлагаемом устройстве обеспечивается максимальный КПД, близкий к теоретически возможному. Согласование производится с помощью широкополосного трансформатора при одно ременной компенсации с помощью индуктивного вариометра импеданса антенны. Настройка происходит

ts одним элементом (вариометром) по фазовому и амплитудному датчикам. Это позволяет значительно упростить систему автонастройки и сократить ее время. Габариты н вес сокращаются в несколько раз и значение КБВ в фидере не хуже 0,6 — 0,7. Сигнал амплитудного датчика дает возможность контролировать уровень сигнала и прослушивать его в антенне. Малые размер и вес устройства, а также полная автоматизация

306793 позволяют размещать его в удаленных от оператора местах, вблизи антенны подвижного объекта.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Оно представляет собой четырехполюсник, перестраиваемый автоматически и обеспечивающий согласование антенны с фидером радиостанции в заданном диапазоне частот.

Настройка производится только одним элементом — индуктивным вариометром 1, имеющим широкие пределы изменения индуктивности. Для большого увеличения диапазона настройки последовательно и параллельHо антенне могут подключаться высоковольтные керамические конденсаторы 2 и 3, 15 при помощи высокочастотных реле 4 и 5.

Антенна соединяется с индуктивным вариометром последовательно. После настройки антенны вариометром 1 сопротивление цепи становится чисто активным. Величина

20 этого сопротивления может быть от нескольких единиц до десятков ом. Последовательное соединение антенны с вариометром 1 и трансформатором 6 обеспечивает ее оптимальную настройку в резонанс.

Для окончательного согласования с фидером полученное активное сопротивление преобразуется в сопротивление, близкое к

500м, с помощью трансформатора 6, имеющего малую индуктивность рассеивания первичной обмотки и малокритичного к изменению нагрузки, т. е. к сопротивлению настроенного контура. Для получения большего диапазона согласования и повышения его качества в трансформаторе сделаны малоиндукционные отводы, переключаемые с помощью реле 7 и 8, которые срабатывают при переключении каналов работы радиостанции на пульте 9 управления.

Автоматическое согласование производится вариометром 1 по сигналам фазового 10 и амплитудного 11 датчиков. Датчик 11 выполнен по схеме амплитудного детектора 40 с задержкой. Он подключается к антенной клемме 12 через конденсатор 13 малой емкости. Задержка осуществляется стабилитроном 14, включенным в прямом направлении. Это обеспечивает постоянное смещение в датчике и предотвращает настройку на гармоники, излучаемые передатчиком. Цепочка из конденсатора 15 и резистора 16 выбирается такой, чтобы с амплитудного датчика обеспечить самопрослушивание. Частотная коррекция датчика по диапазону осуществляется подбором цепочки из конденсатора 13 и резистора 17.

Фазовый датчик 10 выполнен по схеме с разнополярными диодами для достижения минимального уровня модуляции на выходе датчика и устранения влияния на настройку случайных сигналов, модулирующих рабочую частоту.

Фазовая характеристика датчика 10 при неболыиих расстроиках представляет собой кривую с двумя разнополярными горбами, ноль ее соответствует совпадению фаз тока и напряжения, т. е. точной настройке в резонанс. Сигнал фазы тока поступает в датчик 10 через симметрирующий трансформатор 18, а сигнал фазы напряжения -- через цепочку, состоящую из конденсаторов 19 и

20 и резистора 21. Симметрирование по высокой частоте производится резисторами 22 и 23, а по постоянному току — потенциометром 24. На выходе датчика 10, с целью загциты автоматики от импульсных помех, поставлен фильтр из резистора 25 и конденсатора 26.

Устройство работает следующим образом.

После включения передатчика 27 с триггера 28 поиска блока 29 управления через релейный усилитель 30 постоянного тока на механизм 31 управления (двигатель) подается напряжение. Оно приводит двигатель и вариометр 1 в движение. При подходе к настройке с амплитудного датчика 11 поступает возрастаюц ее положительное напряжение. Достигнув порога срабатывания с помощью каскада 32 отключения триггера, оно опрокидывает и отключает триггер поиска 28. Далее с помощью каскада 33 отключения вход релейного усилителя 30 постоянного тока подключается к выходу усилителя 34 постоянного тока.

Сигнал ошибки с фазового датчика 10, по которому происходит точная настройка, будучи усиленным с помощью усилителя 34 постоянного тока, подается на механизм 31 управления, который производит точную подстройку системы.

Демпфирование совершается с помощью обратной связи в усилителе 34 постоянного тока. Источником напряжения обратной связи служит тахогенератор 35.

После настройки в зависимости от режима работы реле 36 включает приемник 37 или оставляет работающим передатчик 27.

В случае включения приемника резистор 38 снимает электростатический заряд с антенны.

Форму,га изобретения

Устройство для автоматического согласования импеданса антенны с волновым сопротивлением фидера в приемно-передающей станции, содержащее управляемый электродвигателем индуктивный вариометр, включенный последовательно с антенной, фазовый датчик для настройки в резонанс согласующего контура, выходной сигнал которого подан на усилитель постоянного тока блока управления, включающего в себя также триггер поиска, каскады отключения по306793

Составитель Л. Каширин

Техред О. Луговая Корректор М. Демчик

Тираж 1059 Подписное

Редактор Е. Месропова

Заказ 140/48

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрезений и QTKpblTHH

I 13035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 иска и релейный усилитель постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости настройки и КПД и упрощения устройства, сигнал с антенны подан на амплитудный датчик, выполненный в виде амплитудного детектора с задержкой для пре- 5 дотвращения настройки на гармоники рабочей частоты, выход которого подключен к упомянутому каскаду отключения поиска блока управления, а выходной зажим вариометра соединен с входом фидера через широкополосный трансформатор с отводами, переключаемыми контактами реле при смене рабочего диапазона волн, причем вал электродвигателя жестко связан с ротором тахогенератора, обмотка которого включена в цепь отрицательной обратной связи усилителя постоянного тока блока управления.