Двухчастотный сумматор Советский патент 1983 года по МПК H03H7/46 H01P5/18 

СХ) 00 00

4

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для сложения мощностей двух генераторов электрических колебаний с различными частотами, например, в многоканально радиосвязи.

Известен двухчастотный сумматор, обеспечивающий сложение мощностей генераторов электрических колебаний с различными частотами, содержащий несколько трехдецибельных мостовых устройств, соединенных между собой через линию задержки и фазоинверторы балластную и полезную нагрузки, причем длина линии задержки и линий, образующих трехдецибельные мостовые устройства выбираются в строгом соответствии с длинами волн складываемых колебаний i .

Недостатками такого сумматора явлются узкополосность и сложность в связи с наличием резонансных режимов работы элементов и .большого числа сложных составляющих элементов.Известен также двухчастогный сумматор, содержащий два трехдецибельны мостовых устройства, построенные на связанных двухпроводных линиях, соответствующие выходы которых соединены отрезками линий передачи определенно длины и подключены к генераторам, полезной и балластной нагрузкам {2} ,

Такой двухчастотный сумматор также имеет узкий диапазон частот работы генераторов и значительные габариты, что обусловлено требованием равенства разности длин отрез- i линий передачи, соединяющих выходы мостовых устройств, для первого генератора нечетному числу полуволн, а для второго генератора - четному числу полуволн.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот и уменьшение габаритов устройства.

Для достижения поставленной цели в двухчастотном сумматоре мощностей генераторов электрических колебаний, содержащем два генератора, две на грузки, две многопроводные линии, причем первый генератор подключен к началу первого проводника первой многопроводной линии, первая нагрузка подключена к концу первого проводника второй многопроводной линии, а вторая нагрузка - к началу второго проводника второй многопроводной лиНИИ, начало второго проводника первой многопроводной линии подключено ко второй нагрузке, а его конец соединен с концом первого проводника первой многопроводной линии и подключен к концу третьего проводника второй многопроводной линии, начало которого, а также конец третьего проводника первой многопроводной линии соединен с общей шиной, при этом конец второго проводника второй многопроводной линии соединен со вторым генератором, а начало первого проводника второй многопроводной линии соединено с первьом генератором.

На фиг. 1 приведена электрическая схема двухчастотного сумматора мощностей генераторов электрических колебаний; на фиг. 2 - то же, вариант (на отрезках коаксиальных линий); .на фиг. 3 - график коэффициентов передачи мощности одного из генераторов в полезную и балластную нагрузки в зависимости от электрической длины многопроводной линии.

Двухчастотный сумматор мощностей генераторов электрических колебаний содержит первый 1 и второй 2 генераторы, несимметричные относительно общей шины 3, первую 4 и вторую 5 нагрузки, первую б- и вторую 7 многопроводные линии, с проводниками 6.1, 6.2, 6.3 (соответственно первый. Второй и третий -проводники) и 7.1, 7.2, 7.3. Точками отмечено начало проводников.

Устройство работает следующим образом. .

При равенстве сопротивления перво нагрузки 4 величине R,.сопротивления второй нагрузки 5 R/2, волновых сопротивлений линий, образованных проводниками 6.1 иб.З, 6.2 и 6.3, и 7.3, 7.2 И 7.3, величине RHTT первый генератор 1 с .внутренним сопротивлением R/2 и второй генератор 2 с внутренним сопротивлением R работают в согласованном режиме и развязаны междусобой. Для определения мощностей, выделяющихся на нагрузках 4 и 5 от каждого генератора 1 и 2, рассмотрим работу генераторов в отдельности. Для это.го заменяют, например, неработающий генератор 1 сопротивлением, равным его внутреннему сопротивлению R/2, а ЭДС (Е) работающего генератора 2 представляют в виде последовательного соединений двух ЭДС величиной Е/2 и включают последовательно с нагрузкой 4 два встречно соединенных источника ЭДС величиной Е/2 той же частоты. Далее рассматривают два случая рас пределения токов в схеме: первый, когда на входах 8 и 9 действуют синфазные источники Е/2, и второй, когд на входах 8 и .9 действуют противофазные источники (Е/2 и ). Результирующие токи через нагрузки 4 и 5, через внутреннее сопротивление R/2 генератора 1 и через генератор-2 опрделяют по методу суперпозиции как алгебраическую сумму токов в указанных элементах, существующих в первом и во втором случаях.

В первом случае схема устройства разбивается на две идентичные части (с входами 8 и 9), каждая из которых состоит из линии, например, для входа-8, образованной проводниками 7.2 и 7.3, к выходу которой подключена нагрузка R/2 (нагрузка 5), а к входу 8 подключены последовательно соеди-. венные источник ЭДС величиной Е/2 и разомкнутая на конце линия, образо ванная проводниками 6.2 и 6.3. Во втором случае схема устройства разби вается на две идентичные части (с вх дами 8 и 9), каждая из которой состоит из линии, например, для входа 8 образованной проводниками 7.2 и 7.3. на входе которой подключен источник ЭДС величиной Е/2, а на выходе - нагрузка R/2 и паргшлельно ей КОРОТКО замкнутая на конце линия, образованная проводниками 612 и 6.3. С учетом указанных величин сопротивлjeний нормированные мощности в нагрузках 4 и 5 равны R, ,,°А .. ; (П 4 f(Z-cos x) n 1 (2-cos x)2 где электрическая длина мно гопроводной линии j1 - длина многопроводной линии; Л - длина волны в многопрово ной линии. При этом ток, протекающий через внутреннее сопротивление генератора 1, равен нулю, т.е. генераторы 1 и 2 развязаны между собой, нагрузка для генератора 2 равна R, т.е. он согласован. На фиг-. 3 представлены графики зависимости Яд и Rg оси X (в скобках - для работающего генератора 2). Аналогично можно рассмотреть генератор 1, заменив неработающий генератор 2 его внутренним сопротивлением R, представив ЭДС ) генератора 1 В; виде-двух последовательно соединенных источников ЭДС величиной Е/2 и включив последовательно с нагрузкой 5 два встречно включенных источника (Е/2 ). В результате,анализа по методу суперпозиции можно пока зать, что он также согласован и развязан с генератором 2, а распределения нормированных мощностей в нагрузках 4 и 5 в этом случае соответствуют формулам (2) и (1). При совместной работе генераторов 1 и 2, как видно из фиг. 3, если частота колебаний генератора 1 соответствует пределс1м изменений электрической длины многчэпровЬдной линии от 5 до lo, а частота колебаний генератора 2 соответствует .пределам изменений электр еской длины многопроводной линии от 45 до 90, то в нагрузке 5 выделяется не менее 90% мощности Ксшдого генератсч а, при этом нагрузка 4 выполняет роль балластной нагрузки. При КПД 90% предлагаемь1й двухчастотный сумматор позволяет суммировать на общей нагрузке мощность двух генераторов, час-. тоты. которых различаются в несколько раз (от 4,5 до 18) и могут изменяться вдвое. Положительный эффект заключается в расширении диапазона рабочих частот генераторов.

ДВУХЧАСТОТНЫЙ СУММАТОР,мощностей генераторов электрических ко- лебаний, содержащий два генератора, две нагрузки и две многопроводные линии, причем первый генератор, подключен к началу первого проводника первой кшогопроводной линии, первая Нагрузка подключена к концу первого проводника второй многопроводной линии, вторая нагрузка - к началу второго проводника второй многопроводной линии, отлич айщий ся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот и уменьшения габаритов устройства, начало второго проводника первой многопроводной линии подключено ко второй нагрузке, a его конец соединен с концом первого щ оводника первой многопроводной линии и подключён к концу третьего проводника второй многопроводной линии,,на- чало которого, a также конец третьего проводника первой многопроводной линии соединены с o&ofiB. шиной , при этом конец второго проводника второй кгаогопроводной линии соединен со S вторым генератором, a начало первош го проводника второй многопроводной линии соединено с первым генератором

3 f

Ю

fi/ .&2yS.3