Волноводный 3-дБ сумматор-делитель Российский патент 2022 года по МПК H01P5/18 

Предлагаемое устройство относится к технике СВЧ и может быть использовано в выходных каскадах усилителей мощности, применяемых в передатчиках различного назначения для наращивания выходной мощности.

Основным элементом, определяющим уровень выходной мощности радиолокационной системы, является выходной усилитель мощности, в состав которого входят мощные оконечные каскады усиления. Современная элементная база позволяет увеличить уровень выходной мощности устройства. Таким образом, открылся обширный пласт возможностей для реализации радиолокационных систем нового поколения. Однако при разработке сложных функциональных блоков актуальным является вопрос суммирования мощностей порядка сотен и тысяч ватт. Замена микрополосковых сумматоров на волноводные позволяет, во-первых, увеличить уровень выходной мощности усилителя на 8-12%, во-вторых, повысить надежность устройства за счет исключения микрополоскового сумматора, работающего в напряженном тепловом режиме.

Известны волноводные сумматоры, использующие связь с приемной частью при помощи щелевых мостов. Однако не всегда представляется возможным использовать щелевые волноводные сумматоры ввиду особенностей конструктивного решения устройства и технологического оснащения производства.

Перед авторами стояла задача повышение технологичности сумматора, упрощения процесса настройки изделия и как результат повышения выходной мощности устройства.

Прототипом предлагаемого изобретения является принцип работы волноводно-коаксиального перехода и коаксиально-волноводного перехода, где возбуждение волновода осуществляется при помощи штыря (зонда). То есть электромагнитное колебание в волноводе от выходного усилителя мощности предается в приемную часть волновода при помощи поперечных зондов.

Данный принцип действия нуждается в пояснении. Конструктивно волноводный 3 дБ сумматор - делитель выглядит следующим образом (рис. 1): два прямоугольных волновода, принимающих СВЧ сигнал от выходных усилителей (XW2, XW3) связаны с приемным (суммирующим) прямоугольным волноводом. Связь осуществляется посредством штырей (поперечных зондов) (X1, Х2). СВЧ сигнал от выходного усилителя по прямоугольному волноводу поступает в приемную часть волноводного сумматора, где электромагнитное колебание через существующий зонд передается в выходную часть сумматора. Согласование в выходной части осуществляется расстоянием возбуждающих штырей от короткозамкнутой стенки суммирующей части волновода кратным рабочей длине волны (λ раб). Согласование по волновому сопротивлению волновода осуществляется изменением длины штыря относительно оси. Таким образом, оптимальное положение зонда относительно короткозамкнутой стенки и его длина позволяют настроить волноводный сумматор в полосе частот.

Работоспособность волноводного 3-х дБ сумматора - делителя подтверждена на реальном устройстве.

Волноводный 3-х дБ сумматор - делитель относится к технике СВЧ и может быть использован в выходных каскадах усилителей мощности, применяемых в передатчиках различного назначения для наращивания выходной мощности. Волноводный 3-х дБ сумматор - делитель, содержащий два прямоугольных волновода, выполненных с возможностью приема СВЧ сигнала от выходных усилителей, приемный суммирующий прямоугольный волновод. При этом сумматор содержит поперечные зонды, обеспечивающие связь с приемными прямоугольными волноводами, при этом устройство выполнено с возможностью передачи СВЧ сигнала от выходного усилителя по прямоугольным волноводам в приемную часть волноводного 3-х дБ сумматора и с возможностью передачи через зонд сигнала в выходную часть сумматора, с возможностью согласования в выходной части заданием расстояния от возбуждающих зондов до короткозамкнутой стенки суммирующей части волновода кратным рабочей длине волны, и устройство выполнено с возможностью согласования по волновому сопротивлению волновода изменением длины зонда, с возможностью настройки волноводного сумматора в полосе частот за счет положения зонда относительно короткозамкнутой стенки и его длины. Технический результат заключается в обеспечении надежного суммирования мощностей от выходных СВЧ усилителей порядка сотен и тысяч ватт. 1 ил.

Волноводный 3-дБ сумматор-делитель, содержащий два прямоугольных волновода, выполненных с возможностью приема СВЧ сигнала от выходных усилителей, приемный суммирующий прямоугольный волновод, отличающийся тем, что содержит поперечные зонды, обеспечивающие связь с приемными прямоугольными волноводами, при этом устройство выполнено с возможностью передачи СВЧ сигнала от выходного усилителя по прямоугольным волноводам в приемную часть волноводного 3-дБ сумматора и с возможностью передачи через зонд сигнала в выходную часть сумматора, с возможностью согласования в выходной части заданием расстояния от возбуждающих зондов до короткозамкнутой стенки суммирующей части волновода кратным рабочей длине волны, и устройство выполнено с возможностью согласования по волновому сопротивлению волновода изменением длины зонда, с возможностью настройки волноводного сумматора в полосе частот за счет положения зонда относительно короткозамкнутой стенки и его длины.