Коммутатор приемных антенн

 

Союз Советски к

Социалистическик

Ресоубпии

ОП ИСАНИ,Е

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()849339 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 01. 11. 79 (21) 2836565/18-09 (51)M. Кл, с присоединением заявки РЙ

Н 01 P 1/10//

Н 04. М 3/00

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет (53) УЙК 621. 395. . 657 (088. 8) ио денны изобретений и открытий

Опубликовано 23. 07. 81, Бюллетень J% 27

Дата опубликования описания 25. 07 .81 (72) Автор изобретения

В. Д, Челышев

Ъ

1 (7I ) Заявитель (54) КОММУТАТОР ПРИЕМНО АНТЕНН

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться на приемных радиоцентрах и в приемных аппаратных подвижных узлов связи.

Известен коммутатор приемных антенн, содержащий координатную матри5 цу, три разветвителя мощности 11.

Однако известный коммутатор имеет сложную конструкцию.

Цель изобретения " унрощение ком1О мутатора путем уменьшения количества разветвителей.

Поставленная цель достигается тем, что в коммутатор приемных антенн, содержащий координатную матрицу, три разветвителя мощности, введены пять групп ключевых элементов, при этом первая группа ключевых элементов, первый разветвитель мощности и вторая группа ключевых элементов соединены последовательно, выходы второй группы ключевых элементов соединены с входами второго и третьего разветвителей мощности и соответствующими выходами третьей группы ключевых элементов, входы которой соединены с соответствующими входами первой группы ключевых элементов и подключены к входам координатной матрицы, выходы которой соединены с выходами четвертой и пятой групп ключевых элементов, причем входы четвертой группы ключевых элементов соединены с соответствующими выходами второго и третьего разветвителя мощности, а входы пятой группы ключевых элементов подключены к соответствующим. выходам первого разветвителя мощносТИ.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого коммутатора для исходной емкости п=4, антенных вводов на m=4 входов приемника на фиг.2— обобщенная схема предлагаемого коммутатора антенн с исходной емкостью

n m.

Коммутатор (фиг.1) содержит антенные вводы 1 (n=4) и вводы 2 входов

9339

3 84 приемников (m=4), координатную матрицу 3 с коммутационными элементами 4j разветвители 5,6 и 7 мощности и пять групп 8-11 и 12 ключевых элементов.

Коммутатор {фиг.2) содержит антенные вводы 1, вводы 2 входов приемников, координатную матрицу 3 и коммутационные схемы 13,!4 и 15.

Коммутатор работаеФ следующим об,разом.

Координатная матрица 3 имеет. емкость nxm=4x4 и с помощью коммутационных элементов 4 обеспечивает подсоединение к любому из n(i=i,n) антенных вводов l любого одного j из m (j=I,m) входов приемников (режим

lхl) . Для построения схемы необхо;димо r =nm=l6 коммутационных эле а

: ментов (ключей).

Антенные вводы и вводы 2 входов приемников одновременно подключены через группы 10 и 11 ключевых элементов соответственно ко входам и выходам (S< =2) разветвителей 6 и 7 с кратностью q< =2, 1хс! =lx2. Группы

10 и 11 и разветвители 6 и 7 образуют . схему 16, обеспечивающую подключение к любому из n=4 антенных вводов 1 одновременно двух (q ) входов приемников. Для построения такой с е1ял необходимо S. = — = — = 2 разветвитепч U

Чч ля 1х2 и г» =5„(пм1)»- Q (Ixm)=S» (n m)=

=2(4».4) - =б коммутационных элементов (ключей) .

Антенные вводы 1 и вводы 2 входов приемников одновременно подключены через группы 8 и 12 ключевых элемен тов соответственно ко входу и выходу (=1) разветвителя 5 с кратностью

q =2 lxq 1х2. Выходы разветвителя 5

9. j Я. подключены также через группу 9 ключевых элементов ко входам разветвителей 6 и 7. Группы 8,12 и 9 и развет витель 5 образуют схему 17 и совместно со схемой 16 образуют схему, обес.печивающую подключение к любому из п=4 антенных вводов 1 одновременно до всех четырех (q„ Q входов приемников. Для постуоения схемы 17 необходимо S = >. =+= l разветвитель 1х2

5 и r0 = S0 (nxl)+S (lxS, ) + (2S

+(1xm)= S<(n S»+2)+m=12 коммутационных элементов (ключей).

Схема работает следующим образом.

Любой j из m вводов 2 входов приемников (j=T,m) с помощью коммутационных элементов 4 координатной

55 матрицы З.может быть подключен к любому из и антенных вводов 1 (i=1,п) непосредственно без разветвителей, без внесения в тракт передачи сигнала рабочего затухания, Ь 2=0. Коммутационная матрица 3 обеспечивает подключение только в режиме

»

1хl, так как занятые соединения блокируются.

Если к какому-либо i из и антенных вводов 1 необходимо одновременно подключить любые два из m входов приемников, то такое подключение осуществляется через схему 16; При этом с помощью группы ll ключевых элементов обеспечивается подключение в любой комбинации пар входов 2 при емвиков к выходам разветвителей 6 и

7, а входы этих разветвителей с помощью группы 10 ключевых элементов подключаются к любому из антенных вводов 1 в режиме на любой один антенный ввод не более двух любых входов приемников. Вносимое в тракт передачи сигналов рабочее затухание Ь, при этом составляет b = ЗдБ.

Если к какому-либо i из и антенных вводов 1 необходимо одновременно подключить любые три или все четыре входа приемника, то дополнительно к схеме 16 в действие вводится схема

l7. При подключении третьего входа приемника к одному антенному вводу, oR подключается к выходу разветвителя 5 через группу 12 ключевых элементов, а два предыдущих входа приемника пбдкпючаются к выходу этого разветвителя 5 через группу 9 ключевых элементов с одного из входов разветвителей 6 и 7. Вход разветвителя 5 через группу 8 ключевых элементов подключается к любому i из и антенных вводов 1. Таким образом обеспечивается режим коммутации: три любых входа приемника к любому антенному вводу 1. По двум из входов приемников в тракт вносится затухание двух каскадно включенных разветвителей 6 и

5 и общее затухание составляет величину b +b = 3+3=6 дБ; по третьему входу приемника затухание вносится лишь разветвителем 5 и составляет величину Ь = 3 дБ.

Подключение всех четырех входов приемников к любому из антенных вводов 1 осуществляется по тракту: группа 11 ключевых элементов, разветвители 6,7, груцпа 9, разветвитель 5, групс

39 4

5 8493 па 8. Вносимое затухание составляет

ЬА=Ь,» Ь =б дБ.

Таким образом, .коммутатор приемных

1 антенн выполняет по коммутации входов приемников к антенным вводам те же функции, что и известное устройство.

Но при этом в предлагаемой схеме задействовано всего S>-†- S + S =3, разветФ вителя, тогда как в известном Sy--l б, емкость координатной матрицы сохраня- 10 ется минимальной nxm=4x4, задействуется r< =у» + »2 = 16+16+12=38 ключей вместо r =64 в известном. В тракт передачи сигнала предлагаемый коммутатор приемных антенн вносит рабочее 15 затухание пропорционально складывающейся занятости — антенный ввод х хвход приемника: в режиме lxl Ьо=ОдБ, в режиме Iх2, Ь,=ЗдБ, в режиме lx3, Ь4 < =.3-бдБ1 в режиме lх4, Ь„= Ь + Ь = N

= 6 дБ, тогда как известное устройство вносит рабочее затухание, равное максимальной занятости Ьф =бдБ.

Обобщенная схема предлагаемого коммутатора приемных антенн содержит ан- 25 тенные вводы 1 и вводы 2 входов приемников, их число соответственно равно и и m. Антенные вводы .1 и вводы 2 входов приемников подключены соответственно к антенным и приемным шн- 36 нам координатной матрицы 3 с коммутационными элементами, работающими в режиме ключа с блокировкой занятых соединений. Координатная матрица 3 имеет емкость nxm и с помощью комму- 35 тационных элементов обеспечивает режим lxl т.е. на один любой 1 из и (i=7,n) антенный ввод 1 не более, чем один любой j из m (1=1,m) вход .приемника. Координатная матрица 3 4 1 не содержит разветвителей (S=O) требует для своего построения r =nm коммутационных элементов и не вносит в тракт передачи сигнала затухания (ЬО о)

К антенным вводам 1 и вводам 2 приемников одновременно с координатной матрицей 3 подключена коммутацион ная схема 13, обеспечивающая режим

lх2,т.е. подключение к любому i из и 50 (i=f,n) антенных вводов 1 одновременно двух (q4 =2) из m входов приемников в любом сочетании. Схема 13 содержит разветвители 1хц =1х2 s количестве S = — (нечетное значение m

fn

1 Ч,, увеличивается до четного), коммутационные элементы для подключения входов разветвителей 5„ к антенным вводам 1 в количестве г =5„ (ихl)=

=51 и, коммутационные элементы для подключения входов разветвителей

S к антенным вводам 1 в количестве

=54(fxm)=S m, обеспечивающим любые их парные сочетания по выходам разветвителей. Общие коммутационные затраты этой схемы 13 составляют

r r + r" =S (n+m) коммутационных

1 1 элементов. Схема вносит в тракт передачи сигнала затухание, определяемое одним каскадом разветвителей и равное Ь4= ЗдБ.

Для обеспечения режимов lх3 или

lх4 к антенным вводам 1 приемника и ко входам разветвителей схемы

13 подключается схема 14. Схема 14 содержит разветвители Ixq =Iх2 в ко5» 2 личестве 52= †(нечетное значение. S<

Я. »ф2 увеличивается до четного), коммутационные элементы для подключения входов разветвителей 52 к антенным вводам

1 в количестве r =52 (nxl) =S и, 2 коммутационные элементы для подключения выходов разветвителей ко входам разветвителей S схемы 13 в количестве г" =S< (I xS< ) =Sg S, коммутационные элементы для подключения выходов разветвителей S< rco входам приемников (режим lx3) в количестве r" =(25, х1) + (lxm) =.252 + m, Общие коммутационные затраты этой схемы 14 составляют r> =»2 »- г + г" и и(=5 и 4- 555,+ 2S2+ m =S< (и»- S»+ 2)+ m

Схема вносит в тракт передачи сигнала затухание, определяемое каскадами разветвителей схем 13 и 14 и составляет

b + Ь =бдБ в режиме lх4 по двум вхо1 дам приемников в режиме lx3, а по третьему входу приемника b = ЗдБ.

Для обеспечения режимов (lx5)-(1х8)на один антенный ввод от 5 до 8 входов приемников одновременно к антенным вводам 1 входов приемников и .ко входам разветвителей схемы .14 подключается схема 15. Схема 15содержит разSð ветвители lxq =lх2 в количестве ЬЧ»ъ (нечетное значение S2 увеличивается до четного), коммутационные элементы для подключения входов разветвителей 5 к антенным вводам .1 в количестве г =S (nxl) 5„,и, коимутационЪ 3 ные элементы для подключения выходов разветвителей S ко входам разветвиI телей 52схемы 14 в количестве

=S (1х52)=S S2 коммутационные. элементы для подключения выходов разветвителей Sg ко входам приемников (режимы

&49339

lх5,lxá,lх7) в количестве г"=(23 1)+(1ха)=2S+m.

Общие коммутационные затраты этой схемы 15 составляют г =г + г" + г" =

Ъ

=S> г1+ S> Ь2 - 2S>w m = S (n+ Q1-2)im. 5

Схема вносит в тракт передачи сигнала затухание, определяемое каскадами коммутационных схем 13,14 и 15 и составляет в засивимости от режима (lx5)-0x8) по разным входам приемников от Ь 1- Ь2+ b>= 9дБ до Ь + b> Мд

Если схема коммутации должна обеспечить режимы на один антенный ввод 1 больше, чем восемь-входов приемников, то по аналогичной методике вводят схемы коммутации, обеспечивающие требуемый режим.

Предлагаемая схема (фиг.2) работает следуюшим образом.

Режим lх1 (на один антенный ввод один вход приемника) обеспечивается коммутационными элементами координатной матрицы 3 емкостью nx m. Режим

l х2 обеспечивается коммутационными элементами и разветвителями lх3 и lх4 обеспечиваются коммутационными элементами и разветвителями схем 13 и 14.

Режимы (1х5) -(1х8) обеспечиваются коммутационными элементами и разветвителями схем 13 14 и 15 и т.д. Кажзо дый вид режимов многократного использования антенн обеспечивается коммутационными элементами и разветвителями взаимодействующих схем коммутации.

Таким образом, предлагаемый коммуЗ5 татор приемных антенн выполняет те же коммутационные функции, что и известный. При этом в предлагаемой схек ме заДействУетсЯ А Е „ - 2Е 4О (где к = learn) разветвителей, тогк да как в известном . Ф

ЙМ

Очевидно, что для обычной емкости коммутаторов, когда и и m одного порядка, а к=1,2, всегда 5д (5р, т.е. требует большого числа разветвителей. Сохраняется минимальной (num) емкость координатной матрицы.

Для построения предлагаемой схемы необходимо r+ коммутационных элементов, к,rn

Г„=г " =от 51(т)+7. ЬВ(бЕ +n+2+6 )Р

А о 1 Е2 Е1 для построения известного устройства требуется r =nm коммутационных элементов, можно показать, что r>(гг, т.е. известное устройство требует больших. коммутационных затрат. Наконец, затухание, вносимое в тракт передачи сигнала известным устройством не зависит от складывающейся занятости антенного ввода входами приемников и определяется наибольшей возможной занятостью, т.е. максимально возможное, тогда как в предлагаемом устройстве вносимое затухание минимально и определяется фактически складывающейся занятостью антенного ввода входами приемников.

Формула изобретения

Коммутатор приемных антенн, содержащий координатную матрицу, три разветвителя мощности, о т л и ч а ющ и и .с я .тем, что, с целью упрощения коммутатора путем уменьшения количества разветвителей, введены пять групп ключевых элементбв, при этом первая группа ключевых элементов, первый разветвитель мощности и вторая группа ключевых элементов соединены последовательно, выходы : второй группы ключевых элементов соединены с входами второго и третьего разветвителей мощности и соответствующими выходами третьей группы ключевых элементов, входы которой соединены с соответствующими входами первой группы ключевых элементов и подключены к входам координатной матрицы, выходы которой соединены с выходами четвертой и пятой групп ключевых элементов, причем входы четвертой группы ключевых элементов соединены с соответствующими выходами второго и третьего разветвителя мощности, а входы пятой группы ключевых элемен тов подключены к соответствующим вхо-: дам первого разветвителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 484801, кл. Н 01Р 1/10, 1973 (прототип) .

849339 фиа1

3 г —

Заказ. 6)06/70 Тираж 634

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Е. Погиблов

Редактор Н. Пушненкова Техред С. Мигунова Корректор А. Гриценко