РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ СВЧ Российский патент 1994 года по МПК H03F3/68 H03F7/00 

Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре.

Целью изобретения является сохранение коэффициента шума устройства при выходе из строя одного из усилителей.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого резервированного усилителя СВЧ.

Устройство содержит согласованный тройник 1, первый 3, второй 5, третий 2, четвертый 4 и пятый 6 направленные ответвители, первый 7 и второй 8 идентичные усилители, первый 9 и второй 10 аттенюаторы, первый 11 и второй 12 фазовращатели, сумматор 13 мощности, детектор 14, усилитель 15 постоянного тока, реле 16 времени, источник 17 питания.

Вход согласованного тройника 1 является входом устройства. Первый выход тройника 1 через последовательно соединенные основной канал первого направленного ответвителя 2, первый усилитель 7 и основной канал второго направленного ответвителя 3 подключен к первому входу сумматора 13 мощности. Второй выход тройника 1 через последовательно соединенные основной канал третьего направленного ответвителя 4, второй усилитель 8 и основной канал четвертого направленного ответвителя 5 подключен к второму входу сумматора 13 мощности. Выход ответвленного канала четвертого направленного ответвителя 5 через последовательно соединенные первый аттенюатор 9 и первый фазовращатель 11 подключен к входу ответвленного канала первого направленного ответвителя 2. Выход ответвленного канала второго направленного ответвителя 3 через последовательно соединенные второй аттенюатор 10 и второй фазовращатель 12 подключен к входу ответвленного канала третьего направленного ответвителя 4. Выход сумматора 13 мощности подключен к входу основного канала пятого направленного ответвителя 6, выход которого является выходом устройства. Выход ответвленного канала пятого направленного ответвителя 6 через последовательно соединенные детектор 14 и усилитель 15 постоянного тока подключен к управляющему входу реле 16 времени. Первый выход источника 17 питания подключен к клеммам питания первого усилителя 7, второй выход источника 17 питания через последовательно соединенный нормально разомкнутый контакт реле 16 времени подключен к клеммам питания второго усилителя 8. Электрическая длина участков линии от точки разветвления тройника 1 до середины зоны связи в основном канале первого 1 и третьего 4 направленных ответвителей равна n˙λ/4, где n - нечетное целое число.

Устройство работает следующим образом. Сразу же после включения источника 17 питания с его первого выхода напряжение поступает на клеммы питания первого усилителя 7. При этом с второго выхода источника 17 питания на клеммы питания второго усилителя 8 напряжение не подается, поскольку оно не проходит через нормально разомкнутый контакт реле 16 времени. В данный момент времени первый усилитель 7 включен, а второй усилитель 8 выключен. Сигнал, поступивший на вход тройника 1, полностью следует через основной канал первого направленного ответвителя 2 на вход первого усилителя 7. После усиления в усилителе 7 сигнал проходит через основной канал второго направленного ответвителя 3 и поступает через сумматор 13 мощности на выход устройства. Часть сигнала во втором направленном ответвителе 3 ответвляется и поступает на выход ответвленного канала. Далее этот сигнал проходит через второй аттенюатор 10, второй фазовращатель 12 и через вход ответвленного канала третьего направленного ответвителя 4 попадает в основной канал этого ответвителя. С помощью второго аттенюатора 10 уровень мощности ответвленного сигнала устанавливается равным уровню мощности входного сигнала, поступающего с второго выхода тройника 1 в основной канал третьего направленного ответвителя 4. С помощью второго фазовращателя 12 устанавливается разность фаз между этими сигналами (ответвленным и входным сигналами), равная 180 град. Благодаря этому в середине зоны связи основного канала третьего направленного ответвителя 4 имеет место сложение двух равных по мощности противофазных сигналов. В результате сложения входной сигнал, находящийся в середине зоны связи основного канала, подавляется на 20 дБ, что эквивалентно короткому замыканию в данной точке линии основного канала третьего направленного ответвителя 4. Поскольку электрическая длина линии между точкой разветвления тройника 1 и точкой короткого замыкания равна n˙λ/4, где n - нечетное целое число, то сигнал, поступающий на вход тройника 1, практически без потерь следует на вход первого усилителя 7 и не поступает на вход второго усилителя 8. Часть усиленного усилителем 7 сигнала ответвляется в пятом направленном ответвителе 6 и после детектирования детектором 14 и усиления усилителем 15 постоянного тока поступает на управляющий вход реле 16 времени. Спустя несколько минут (не ранее момента начала работы первого усилителя 7) реле 16 времени срабатывает, в результате чего его нормально разомкнутый контакт замыкается и напряжение с второго выхода источника 17 питания поступает на клеммы питания второго усилителя 8. Усилитель 8 начинает работать.

Рассмотрим работу устройства при выходе из строя любого из усилителей. При выходе из строя первого усилителя 7 на вход ответвленного канала третьего направленного ответвителя 4 сигнал не поступает. В результате этого в основном канале в середине зоны связи третьего направленного ответвителя 4 прекращается подавление входного сигнала. Усиленный вторым усилителем 8 входной сигнал частично ответвляется в четвертом направленном ответвителе 5 и через первый аттенюатор 9 и первый фазовращатель 11 поступает на вход ответвленного канала первого направленного ответвителя 2. Выравненный по амплитуде противоположный с входным сигналом по фазе ответвленный сигнал подавляет входной сигнал в середине зоны связи основного канала первого направленного ответвителя 2. При идентичности усилителей 7 и 8 по параметрам коэффициент шума устройства сохраняется прежним. В случае выхода из строя второго усилителя 8 (при исходном состоянии схемы) коэффициент шума устройства не снижается, поскольку в этом случае усилитель 8 не усиливает входной сигнал.

Для доказательства достижения цели произведем сравнение заявленного устройства с прототипом. В результате сравнения видно, что при выходе из строя одного из усилителей в заявленном устройстве коэффициент шума устройства сохраняется прежним, поскольку благодаря закорачиванию входа вышедшего из строя усилителя исключается поглощение сигнала в его входных цепях. В прототипе же, при выходе из строя одного из усилителей входной сигнал частично поглощается во входных цепях вышедшего из строя усилителя и частично отражается, не попадая на вход работающего усилителя.

Технико-экономическим преимуществом заявленного резервированного усилителя СВЧ является сохранение коэффициента шума устройства при выходе из строя одного из усилителей.

Использование: радиотехника СВЧ в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре. Сущность изобретения: устройство содержит двухканальный усилитель, один из каналов которого является резервным и передает сигнал в нормальном режиме работы меньшей мощности из - за подавления ее на входе этого канала сигналом, ответвленным из основного канала. В момент выхода из строя усилителя основного канала сигнал подавления пропадает и резервный канал начинает передавать мощность на выходе, при этом начинает действовать ответвленный из резервного канала сигнал подавления для основного канала для того, чтобы исключить влияние неработающего основного канала. Устройство обеспечивает сохранение коэффициента при выходе из строя одного из усилителей. 1 ил.

РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ СВЧ, содержащий входной делитель мощности, первый и второй усилители, выходной сумматор мощности, источник питания, выход которого соединен с выводом питания первого усилителя, первый и второй направленные ответвители, включенные соответственно между выходами первого и второго усилителей и входами выходного сумматора мощности, отличающийся тем, что, с целью сохранения коэффициента шума устройства при выходе из строя одного из усилителей, введены третий, четвертый и пятый направленные ответвители, первый и второй аттенюаторы, первый и второй фазовращатели, амплитудный детектор, усилитель постоянного тока и реле времени, причем входной делитель мощности выполнен в виде согласованного тройника, первый выход которого подключен к входу основного канала третьего направленного ответвителя, выход которого соединен с входом первого усилителя, второй выход согласованного тройника через основной канал четвертого направленного ответвителя подключен к входу второго усилителя, при этом выход выходного сумматора мощности соединен с входом основного канала пятого направленного ответвителя, выход которого является выходом резервированного усилителя СВЧ, а выход его дополнительного канала соединен с управляющим входом реле времени через последовательно соединенные амплитудный детектор и усилитель постоянного тока, причем вход реле времени соединен с выходом источника питания, а выход - с выходом питания второго усилителя, при этом выход дополнительного канала второго направленного ответвителя через последовательно соединенные первые аттенюатор и фазовращатель соединен с входом дополнительного канала третьего направленного ответвителя, а выход дополнительного канала первого направленного ответвителя через последовательно соединенные вторые аттенюатор и фазовращатель соединен с входом дополнительного канала четвертого направленного ответвителя, при этом электрическая длина участков линии от точки разветвления согласованного тройника до середины зоны связи в основном канале третьего и четвертого направленных ответвителей равна n<195>lambda/4, где n - нечетное целое число, λ - длина волны.