Устройство сложения неравных мощностей генераторов электрических колебаний

 

О П И С A Н И Е („,767946

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.05.77 (21) 2484135/18-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

НОЗН 7/48

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 10.10.80 (53) УДК 621.372..62 (088.8) ио делам иаооретений и открытий

С. E. Лондон и С. В. Томашевич (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО СЛОЖЕНИЯ НЕРАВНЫХ МОЩНОСТЕЙ

ГЕНЕРАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для сложения неравных мощностей электрических колебаний.

Известно устройство сложения мощностей генераторов электрических колебаний, содержащее первый и второй генераторы, пе рвую и вторую многопроводные линии, выполненные из (2NM+ 1) проводников, где N и М вЂ” целые числа, группы двухпроводных линий, второй проводник каждой из которых соединен с обоих концов с общей шиной, полезную и балластную нагрузки 11)

Однако известное устройство при сложении неравных мощностей электрических колебаний,имеет низкий КПД из-за потерь в балластной нагрузке и ограниченную рабочую полосу частот.

Цель изобретения — повышение КПД и расширение полосы частот складываемых колебаний при мощности второго генератора, превышающей мощность первого в Аа/А, раз, где А H A — e bte H, A;A а = N

Для этого в устройстве, содержащем первый и второй генераторы, первую и вторую многопроводные линии, выполненные из (2NM + 1) проводников, где N иМ вЂ” це2 лые числа, группы двухпроводных линий, второй проводник каждой из которых соединен с обоих концов с общей шиной, полезную и балластную нагрузки, причем начало первого проводника первой многопроводной линии подключено к выходу первого генератора, конец 2NM-го проводника второй многопроводной линии подключен к выходу второго генератора, конец каждого из проводников с первого по 2NM-й первой многопроводной линии соединен с началом

10 проводника соответственно с первого по

2NM-й второй многопроводной линии, конец

NM-го проводника второй многопроводной линии и начало (NM + 1)-го проводника первой многопроводной линии подключены к полезной нагрузке, между концом (2NM + 1) -го проводника первой многопроводной линии и началом (2ИМ + 1) -го проводника второй многопроводной линии включена балластная нагрузка, начало (2NM+ 1) го проводника первой многопроводной линии и конец (2NM + 1) -го проводника второтт многопроводной линии подключены к общей шине, начало каждого (1 + 1А аМ) -го проводника первой многопроводной линии, где принимает все значения от 1 до А,— 1, 946

767

" подключено через первый проводник i-й двухпроводной линии первой группы двухпроводных линий к выходу первого генератора, началом каждого (NM+ 1+ рА М)-го проводника первой многопроводной линии подключено через первый проводник р-й двухпроводной линии второй группы двухпроводных линий к полезной нагрузке, где р принимает все значения от 1 до А 2 — 1, конец каждого iA M-го проводника второй многопроводной линии подключен через первый проводник i-й двухпроводной линии третьей группы двухпроводных линий к полезной нагрузке, конец (NM + рА,М) -ro проводника второй многопроводной линии подключен через первый проводник р-й двухпроводной линии четвертой группы двухпроводных линий"квыходу второго генератора, при этом концы остальных проводников второй многопроводной линии подсоединены соот ветственно к началам проводников первой многопроводной линии, имеющих последующий порядковый номер. .:" На фиг. 1 представлена электрическая. схема устройства сложения неравных мощностей генераторов электрических колебаний; на фиг. 2 — электрическая схема устройства сложения неравных мощностей, вы" полйенного на коаксиальных линиях, для частного случая А = 1, А 2 — — 2 и М = 1; на фиг. 3 — электрическая схема устройства сложения неравных мощностей для частного случая А, = 1, А — — 2 и М = 2.

Устройство содержит первый гейератор

1 с внутренним сопротивлением 2, второй генератор 3 с внутренним сопротивлением 4, несимметричные относительно общей шины

5, первую 6 и вторую 7 многопроводные линии, выполненные из (2NM — 1) проводников соответственно 6-1, 6-2,6-3,... и 7-1, 7-2, 7-3,... (первая цифра означает номер линии, а вторая — порядковый номер проводника в линии), балластную нагрузку 8, полезную нагрузку 9 и первую 10, вторую 11; третью 12 и четвертую 13 группы двухпроводных линий, в каждой из которых второй проводник соединен с обоих концов с общей шиной 5. Начало (обозначено) на схеме точкой) проводника 6-1 подключено к выходу генератора 1, конец проводника 7-2NM подключен к выходу генератора 3. Концы проводников 6-1, 6-2, 6-3, ...: 6-2NM соединены соответственно с началом проводников

7-1, 7-2, ..., 7-2NM. Конец проводника 7-NM и начало проводника 6-(NM+ 1) йодклю= чены к полезной нагрузке 9. Между концом проводника 6-(2NM + 1) и началом проводника 7-(2NM + 1) включена балластная нагрузка 8. Начало проводника 6-(2NM + 1) и конец проводника 7-(2ХМ+ 1) подключены к общей шине 5. Начало каждого проводника 6-(1 + 1+А,М),где i принимает все значения от 1 до А 1 — 1, подключено через первый проводннК--двухпроводной линии 10-i (здесь и далее первая цифра означает элемент, а вторая — его порядко> вый номер) к выходу генератора 1. Начало каждого проводника 6- (N M + 1 + рА,М), где р принимает все значения от 1 до А > — 1, подключено через первый проводник двухпроводной линии 11-р к полезной нагрузке 9.

Конец каждого проводника 7-iA М подключен через первый проводник двухпроводной линии 12-i к полезной нагрузке 9. Конец каждого проводника 7- (N M + рА,М) подключен через первый проводник двухпроводной линии 13-р к выходу генератора 3. Кон1р цы остальных проводников многопроводной линии 7 подсоединены соответственно к началам проводников многопроводной линии

6, имеющих последующий порядковый номер.

На фиг. 2 и фиг. 3 сохраняется та же нумерация элементов, что и на фиг. 1, при1 чем на фиг. 2 проводники 6 — 5 и 7 — 5 образованы соответственно объединенными внешними проводниками коаксиальных линий, внутренними проводниками которых являются проводники соответственно 6-1 — 6-4

26 и 71 — 74

Работу устройства рассмотрим на примере фиг. 2 раздельно для областей нижних и верхних частот .

В области нижних частот электрические длины каждой коаксиальной линии малы. В результате соединенные последовательно проводники 6-1, 7-1, 6-2, 7-2, 6-3, 7-3, 6-4, 7-4 образуют первичную дифференциальную обмотку устройства. его вторичная обмотка образуется объединенными внешними проводниками коаксиальных линий, соответственно проводниками 6-5 и 7-5. Если величина сопротивления нагрузки 9 равна R/3, нагрузки 8 равна R/6 и достаточно велика. индуктивность намагничивания дифференциальной обмотки, то генератор 1 оказывает3s ся нагруженным на сопротивление R, а генератор 3 — на R/2.

В области верхних частот в рабочем режиме (при синфазных и равноамплитудных колебаниях генераторов 1 и 3) колебания от генератора 1 поступают в коаксиальную

4 линию с внутренним проводником 6-1, а колебания от генератора 3 раздваиваются: на коаксиальную линию с внутренним проводником 7-4 и коаксиальную линию с внутренним проводником 13-1. При обязатель4 ном условии, что волновые сопротивления всех коаксиальных линий равны между собой и составляют R, а сопротивления 2 и 4 равны соответственно R, и R/2, то в упомянутые линий поступят без отражения равные токи и напряжения от генераторов 1 и 3. Длины всех коаксиальных линий с вну ренними проводниками 6-1 — 6-4 и 7-.1 — 7-4 одинаковы и равны х, а линий с внутренними проводниками 11-1 и 13-1 равны 2х. Тогда в один и тот же момент времени к нагрузке

4 8 подходят равные и встречно направленные токи по коаксиальной линии с внутренним проводником 6-1 от генератора 1 и по коаксиальной линии с внутренним проводником 7-4 от генератора 3. В результате

767946 .

8 будет равно нулю и ее можно считать ко- 20 роткозамкнутой. Поэтому колебания с коаксиальных линий с внутренними проводниками 6-2 и 7-3 йоступят без отражения соот-. ветственно на коаксиальные линии с внутренними проводниками 7-2 и 6-3, пройдя которые и совершив путь равный 4х, поступят в нагрузку 9. Такой же путь до нагрузки 9 проходит аналогичное второе колебание от генератора 3, поступившее ранее в коаксиальную линию с внутренним проводЗ0 прохождения двух встречно направленных одинаковых токов напряжение на нагрузке

8 равно нулю и ее можно считать короткозамкнутой. Поэтому идентичные волны токов и напряжении из коаксиальных линии с внутренними проводниками 6- 4 и 7-4 продолжают без отражения распространяться соответственно по коаксиальным линиям с внутренними проводниками 7-1 и 6-4. С выхода коаксиальной линии с внутренним проводником 7-1 колебания поступят на коаксиальную линию с внутренним проводником

6-2 и, пройдя ее, совершив в целом путь Зх, снова подойдут к нагрузке 8. В этот же момент времени идентичные колебания распространявшиеся по коаксиальной линии с внутренним проводником 13-1 и затем по коаксиальной линии с внутренним проводником 7-3 также подойдут к нагрузке 8 (путь также равен Зх). В результате воздействия двух противоположно (встречно) направленных равных токов напряжение на нагрузке ником 6-4, а с него в коаксиальную линию с внутренним проводником 11-1. В результате к нагрузке 9 подойдут в один и тот же момент времени три колебания равной амплитуды напряжений и равной величины мощности: два от генератора 3 и одно от генератора 1. Нагрузку 9 удобно представить параллельным соединением сопротивлений

R и R/2. Тогда первое из них является согласованной нагрузкой для колебания, поступившего от генератора 1, а второе — тоже согласованной нагрузкой для колебаний, поступивших от генератора 3. При этом генератор 3 отдает мощность вдвое большую, чем генератор 1, поскольку при равных ЭДС их токи различаются в два раза.

Развязка между генераторами 1 и 3 достигается за счет балластной нагрузки 8 и может быть увеличена при подключении дополнительных резисторов между эквипотенциальными для рабочего режима точками дифференциальной обмотки.

Рассмотренный на примере фиг. 2 принцип работы распространяется на устройства, представленные на фиг. 1 и фиг. 3, с той разницей, что в отличии от фиг. 2, проводники в них образуют многопроводные линии.

Предложенное устройство в сравнении с известными дает не менее, чем двукратное расширение полосы частот и повышение

КПД до 95О/о.

$0

Формула изобретения

Устройство сложения неравных мощностей генераторов электрических колебаний, содержащее первый и второй генераторы, первую и вторую многопроводные линии, выполненные из (2NM + 1) проводников, где N и М вЂ” целые числа, группы двухпроводных линий, второй проводник каждой из которых соединен с обоих концов с общей шиной, полезную и балластную нагрузки, причем начало, первого проводника первой многопроводной линии подключено к выходу первого генератора, конец 2N hh -ro проводника второй многопроводной линии подключен к выходу второго генератора, конец каждого из проводников с первого по 2NAf-й первой многопроводной линии соединен с началом проводника соответственно с первого по 2NM-й второй многопроводной линии« конец NAf-го проводника второй многопроводной линии и начало (NAf + 1)-ro проводника первой многопроводной линии подключены к полезной нагрузке, между концом (2NM + 1) -го проводника первой многопроводной линии и началом (2NAf + 1)-го проводника второй многопроводной линии включена балластаная нагрузка, начало (2NAf + 1)-ro проводника первой многопроводной линии и конец (21х1М + 1)-го проводника второй многопроводной линии подключены к общей шине, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и расширения полосы частот складываемых колебаний при мощностн второго генератора, превышающей мощность первого в А,/А1 раз, где А «и А -- целые числа, а А А«= N, начало каждого (1 + iA «М) -го проводника первой многопроводной линии, где i принимает все значения от 1 до А,— 1, подключено через первый проводник i-й двухпроводной линии первой группы двухпроводных линий к выходу первого генератора, начало каждого (NA1 + 1 + рА

iA «M-ro проводника второй многопроводной линии подключен через первый проводник i-й двухпроводной линии третьей группы двухпроводных линий к полезной нагрузке, конец (1х1М+ рА 1М)-го проводника второй многопроводной линии подключен через первый проводник р-й двухпроводной линии четвертой группы двухпроводных линий к выходу второго генератора, при этом концы остальных проводников второй многопроводной линии подсоединены соответственно к началам проводников первой многопроводной линии, имеющих последующий порядковый номер.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 664277, кл. H 03 H 7/48, 1976 (прототип).

767946

6 -2 о-3 8-

7-1 7- 2 7-3 7-Ф

6-1 E-2 о-3 6 -9 Е-5 6 -о Е-7 6 -8

7-1 7-2 7-Ю 7-т 7-5 7-б 7-7 7-g

Составитель Л. Сагадиев

Редактор Н. Суханова Тсхрсд К. Шуфрич Корректор М. Пожо

Заказ 7216!50 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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