Волноводный 7-ми дБ сумматор Российский патент 2022 года по МПК H01P3/00 

Предлагаемое устройство относится к технике СВЧ и может быть использовано для деления и суммирования мощности в каскадах выходного усилителя, применяемых в передатчиках различного назначения для наращивания выходной мощности.

Одним из основных направлений обеспечения тактических характеристик перспективных радиоэлектронных систем является создание унифицированного ряда изделий - функционально законченных СВЧ модулей, обеспечивающих сочетание высоких энергетических характеристик с высокой функциональной сложностью. Достичь этого позволяет развитие современных полупроводниковых транзисторов, которые в свою очередь имеют высокую мощность и конструктивно небольшие габариты. Одним из основных вопросов реализации СВЧ модулей с большой мощностью является суммирования мощностей активных СВЧ транзисторов и СВЧ сумматоров порядка. Типичными средствами передачи СВЧ мощности, в конструкции сумматоров мощности, являются коаксиальные линии передачи, микрополосковые, полосковые линии или волноводы. Выбор средства передачи, как правило зависит от многих параметров которые оно должно обеспечить: допустимой предающей мощностью в полосе пропускания, допустимые потери, конструктивными и технологическими ограничениями. Предлагаемое устройство позволяет объединить волноводную коаксиальную линию передачи с микрополосковой, что позволяет добиться минимальных габаритов модулей, имеет низкие вносимые потери, контролируемый СВЧ импеданс, способность рассеивать мощность в случае отказов усилителей мощности. Эти параметры обеспечиваются в достаточно широкой полосе частот.

Прототипом предлагаемого изобретения является принцип работы волно-водного 3-дБ сумматора-делителя, где возбуждение волновода осуществляется при помощи штыря (зонда). То есть электромагнитное колебание в волноводе от транзисторов с микрополосковой линии, предается в приемную часть волновода при помощи поперечных зондов.

Данный принцип действия нуждается в пояснении. Конструктивно волно-водный 7-ми дБ сумматор выглядит следующим образом (рис. 1): прямоугольный волновод (1) содержащий пять коаксиально - волноводных переходов, принимающий СВЧ сигналы от усилителей. Связь осуществляется посредством штырей (2-6). СВЧ сигнал от усилителя по микрополосквой линии (7) поступает в приемную часть волноводного сумматора посредством штырей, где электромагнитное колебание через существующий зонд (8) передается в выходную часть сумматора (9). Согласование в выходной части осуществляется расстоянием возбуждающих штырей от короткозамкнутой стенки (10) суммирующей части волновода равным четверти рабочей длины волны (А, раб) и значением между короткозамкнутыми штырями (11) кратным половине рабочей длины волны (X раб). Согласование необходимого волнового сопротивления волновода осуществляется изменением длины штыря. Таким образом оптимальное положение зонда относительно короткозамкнутой стенки, его длина и длина короткозамкнутого стрежня (11) позволяют настроить волноводный сумматор в полосе частот.

Работоспособность волноводного 7-ми дБ сумматора подтверждена на реальном устройстве.

Волноводный 7-ми дБ сумматор относится к технике СВЧ и может быть использован для деления и суммирования мощности в каскадах выходного усилителя, применяемых в передатчиках различного назначения для наращивания выходной мощности. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое устройство, позволяет объединить волноводную коаксиальную линию передачи с микрополосковой, что позволяет добиться минимальных габаритов модулей, имеет низкие вносимые потери, контролируемый СВЧ-импеданс, способность рассеивать мощность в случае отказов усилителей мощности. Эти параметры обеспечиваются в достаточно широкой полосе частот. Использование предлагаемого сумматора позволяет повысить технологичность изготовления, упрощает процесс настройки изделия и как результат повышает уровень выходной мощности устройства. Волноводный 7-ми дБ сумматор состоит из прямоугольного волновода (1) и содержит пять коаксиально-волноводных переходов, связь которых осуществляется посредством штырей (2-6). СВЧ-сигнал от усилителя по микрополосквой линии (7) поступает в приемную часть волноводного сумматора посредством штырей, где электромагнитное колебание через существующий зонд (8) передается в выходную часть сумматора (9). Согласование в выходной части осуществляется расстоянием возбуждающих штырей от короткозамкнутой стенки (10) суммирующей части волновода, равным четверти рабочей длины волны (λ раб), и значением между короткозамкнутыми штырями (11), кратным половине рабочей длины волны (λ раб). Согласование по волновому сопротивлению волновода осуществляется изменением длины штыря. Таким образом, оптимальное положение зонда относительно короткозамкнутой стенки, его длина и длина короткозамкнутого стрежня позволяют настроить волноводный сумматор в полосе частот. 1 ил.

Волноводный 7-ми дБ сумматор, содержащий пять коаксиально-волноводных переходов, выполненных с возможностью приема СВЧ-сигнала от выходных усилителей через микрополосковую линию, приемный суммирующий прямоугольный волновод (1), отличающийся тем, что содержит поперечные зонды (2-6), обеспечивающие связь с приемным прямоугольным волноводом, при этом устройство выполнено с возможностью передачи СВЧ-сигнала от выходных усилителей по микрополосковой линии (7) в приемную часть волноводного 7-ми дБ сумматора (9) через зонд (8), согласование в выходной части обеспечивается расстоянием от возбуждающего зонда до короткозамкнутой стенки (10), равным четверти рабочей длины волны, устройство выполнено с возможностью согласования волнового сопротивления волновода изменением длины зонда и короткозамкнутого стрежня (11), а также настройки волноводного сумматора в полосе частот за счет положения зонда и короткозамкнутого стрежня относительно короткозамкнутой стенки и его длины.