УСТРОЙСТВО СЛОЖЕНИЯ СИГНАЛОВ РАЗЛИЧНЫХ ЧАСТОТ Российский патент 1997 года по МПК H01P1/213 

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено, в частности для обеспечения одновременной работы на общий антенный фидер двух телевизионных передатчиков в разных частотных каналах.

Известно устройство для частотного уплотнения антенно-фидерных трактов, содержащее три моста, две соединительные линии равной длины и балластную нагрузку (авторское свидетельство СССР кл. Н 01p N 242254). Это устройство довольно сложно, поскольку содержит три моста и две линии передачи большой длины.

Известно устройство сложения сигналов различных частот, содержащее два моста, связанных отрезками соединительных линий различной электрической длины, и балластную нагрузку, установленную в одном из плеч второго моста (патент ФРГ кл. Н 01р 1/213 N 2112037). Недостатком известного устройства является относительно узкая полоса пропускаемых частот.

Задачей изобретения является расширение полосы пропускаемых частот.

Данная задача решается тем, что в известное устройство, содержащее два моста, связанных отрезками соединительных линий различной электрической длины, и балластную нагрузку, установленную в одном из плеч второго моста, введены отрезки линий, подключенные к короткому отрезку соединительной линии с интервалами
l₂ 150/(f₀₁ + f₀₂),
с электрической длиной
l₁ l₂ • N,
где f₀₁ и f₀₂ средние частоты нижнего и верхнего диапазонов, a N ближайшее целое от величины (f₀₂ + f₀₁)/(f₀₂ f₀₁), причем отрезки линий выполнены разомкнутыми при нечетном N и короткозамкнутыми при четном N.

В варианте исполнения устройства отрезки линий выполнены в виде спиральных линий.

При решении указанной задачи создается технический результат: расширяется относительная ширина полос пропускаемых частот для обоих каналов, благодаря чему оказывается возможным осуществлять одновременную работу на общий антенный фидер передатчиков в любых двух несмежных телевизионных каналах.

На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 представлены частотные характеристики КПД прототипа и заявляемого устройства.

Устройство сложения сигналов различных частот (фиг. 1) содержит два моста 1 и 2, отрезки соединительных линий различной электрической длины 3 и 4, балластную нагрузку 5, отрезки линий 6 и 7, подключенные к короткому отрезку соединительной лини 4 с интервалами
l₂ 150/(f₀₁ + f₀₂),
с электрической длиной
l₁ l₂ • N,
где f₀₁ и f₀₂ средние частоты нижнего и верхнего диапазонов, а N ближайшее целое от величины (f₀₂ + f₀₁)/(f₀₂ f₀₁), причем отрезки линий выполнены разомкнутыми при нечетном N и короткозамкнутыми при четном N. Разность электрических длин соединительных линий 3 и 4 выбрана, как и в прототипе, такой, чтобы на средней частоте одной из частотных полос разность фаз была нулевой, а на другой средней частоте составляла бы 180 градусов. Число отрезков линий и их волновые сопротивления выбраны в зависимости от требуемой ширины полосы (при большей ширины полосы требуется большее число линий при более высоком волновом сопротивлении). При числе отрезков более двух волновые сопротивления крайних отрезков вдвое выше, чем у внутренних.

В варианте исполнения устройства, рассчитанного на относительно низкие частоты, отрезки линий выполнены в виде спиральных линий, что уменьшает их габариты, вес и стоимость.

Рассмотрим работу устройства. Сигнал, поступающий на один из двух входов моста 1, делится поровну между его выходами, причем разности фаз на выходах моста отличаются на 180 градусов для сигналов, поступающих на первый и второй входы моста 1. С выходов моста 1 по соединительным линиям 3 и 4 сигналы поступают на входы моста 2 и, при правильном фазировании, на выход моста 2, совпадающий с выходом устройства. Расфазированные сигналы поступают в балластную нагрузку 5. Правильное фазирование на средних частотах нижнего и верхнего диапазонов f₀₁ и f₀₂ достигается за счет разности длин соединительных линий 3 и 4, обеспечивающей разность сдвига фаз в этих линиях для частот f₀₁ и f₀₂ в 180 градусов, благодаря чему ко входам моста 2 сигналы поступают сфазированными правильно как с одного входа моста 1 частотой f₀₁, так и с другого входа моста частотой f₀₂. Отрезки линий 6, 7 уменьшают фазовый сдвиг для частот нижнего и верхнего диапазонов, меньших f₀₁ и, соответственно, f₀₂ и увеличивают фазовый сдвиг для частот нижнего и верхнего диапазонов, больших f₀₁ и, соответственно, f₀₂. Таким образом получается, что соединительные линии 3 и 4 совместно с отрезками линий 6 и 7 обеспечивают разность сдвига фаз приблизительно в 180 градусов не только для средних частот, но и для всех частот нижнего и верхнего диапазонов. Благодаря этому для частот этих диапазонов оказываются правильно сфазированными сигналы, поступающие на входы моста 2 с первого и второго входов устройства, следовательно, требуемый КПД устройства может быть обеспечен в широкой полосе частот. На фиг. 2 представлены частотные характеристики КПД прототипа (кривая 1) и заявляемого устройства (кривая 2). КПД определяется как доля мощности, поступающая на выход устройства (т.е. не попадающая в балластную нагрузку). Из приведенного примера видно, что полоса частот, допустим, для КПД не менее 0,95 расширяется по сравнению с прототипом более чем в три раза и становится вполне достаточной для пропускания стандартных телевизионных каналов шириной 8 МГц (76.84 МГц в нижнем диапазоне, 92.100 МГц в верхнем диапазоне устройства).

Использование: в радиотехнике, для обеспечения одновременной работы на общий антенный фидер двух телевизионных передатчиков в разных частотных каналах. Сущность изобретения: устройство сложения сигналов различных частот содержит два моста, связанных отрезками соединительных линий различной электрической длины и балластную нагрузку. К короткому отрезку соединительной линии подключены отрезки линий. Даны выражения для выбора электрической длины отрезков и интервала между ними. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство сложения сигналов различных частот, содержащее два моста, связанных отрезками соединительных линий различной электрической длины, и балластную нагрузку, установленную в одном из плеч второго моста, отличающееся тем, что введены отрезки линий с электрической длиной l₁ l₂ N, подключенные к короткому отрезку соединительной линии с интервалами
l₂ 150 / (f₀₁ + f₀₂),
где f₀₁ и f₀₂ средние частоты нижнего и верхнего диапазонов, МГц;
N ближайшее целое от величины (f₀₂ + f₀₁) / (f₀₂ - f₀₁),
причем отрезки линий выполнены разомкнутыми при нечетном N и короткозамкнутыми при четном N. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отрезки линий выполнены в виде спиральных линий.