Устройство для сложения сигналов смежных частотных каналов Советский патент 1983 года по МПК H01P1/213 H03H7/46 

1C

со

ю 1

00

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ СИГНАЛОВ СМЕЖНЫХ ЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ, содержащее два направленных огветвителя, нагрузку и балластный резистор, при этом пара диагональных плеч первого направленного ответвителя соединена с парой диагональных плеЧ второго направленного ответвителя, второе плечо второй диагональной пары первого направленного ответвителя образует первый вход устройства, а балластный резистор подключен к второму плечу второй диагональной пары второго направленного ответвителя, отличающееся тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот за счет сокращения полосы стыковки каналов, в него введены третий и четвертый направленные ответвители, причем пара диагональных плеч третьего направленного ответвителя разомкнута, а плечи второй диагональной пары соединены соответственно с первым плечом второй диагональной пары первого направленного ответвителя и вторым плечом второй диагональной пары четвертого направленного ответвителя, первое плечо первой диагональной пары которого образует второй вход устройства, а второе плечо этой диагональ ной пары соединено с первым плечом второй диагональной пары второго направленного сл ответвителя, при этом нагрузка подключена к первому плечу второй диагональной пары четвертого направленного ответвителя. /

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для сложения мощностей смежных частотных каналов, в том числе в диапазоне СВЧ.

Известно устройство для сложения сигналов разных частот, содержащее направленный ответвитель и два полосовых фильтра, включенных на выходах вторичной линии ответвителя. Сигналы подводятся соответственно к входу основной линии ответвителя и к одному из фильтров. Устройство выполнено в микрополосковом исполнении 1.

Однако такое устройство имеет узкие полосы частот рабочих каналов порядка 10-15%, а полоса стыковки превышает рабочие полосы в два раза.

Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее два (трехдецибельных) направленных ответвителя, диагональные плечи первого ответвителя образуют входы устройства, к аналогичным плечам второго ответвителя подключена нагрузка и балластный резистор, а оставшиеся плечи ответвителей соединены между собой отрезками линий передачи, разность длин которых на одной рабочей частоте соответствует нечетному числу полуволн, а на другой рабочей частоте - четному числу полуволн. Частоты fj, 2 суммируемых сигналов связаны соотношением (fj/f, ) 1 -1/(2N), , 2, 3... 2.

Наличие отрезков линий передачи с определенной разностью длин обуславливает ограничение рабочих полос частот суммируемых сигналов, а полоса стыковки превышает рабочие полосы суммируемых каналов.

Цель изобретения - расширение рабочей полосы частот за счет сокращения полосы стыковки каналов.

Для достижения цели в устройство для сложения сигналов смежных частотных каналов, содержащее два направленных ответвителя, нагрузку и балластный резистор, при этом пара диагональных плеч первого направленного ответвителя соединена с парой диагональных плеч второго направленного ответвителя, второе плечо второй диагональной пары первого направленного ответвителя образует первый вход устройства, а балластный резистор подключен к второму плечу второй диагональной пары второго направленного ответвителя, дополнительно введены третий и четвертый направленные ответвители, причем пара диагональных плеч третьего направленного ответвителя разомкнута, а плечи второй диагональной пары соединены соответственно с плечом второй диагональной пары первого направленного ответвителя и вторым плечом второй диагональной пары четвертого направленного ответвителя, первое плечо первой диагональной пары которого образует второй

вход устройства, а второе плечо этой диагогональной пары соединено с первым плечом второй диагональной пары второго направленного ответвителя, при -этом нагрузка подключена к первому плечу второй диагональной пары четвертого направленного ответвителя.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предложенного устройства для сложения сигналов смежных частотных каналов.

Устройство содержит направленные ответвители 1 и 2, балластный резистор 3 и нагрузку 4. При этом пара диагональных плеч 5, 6 первого направленного ответвителя соединена с парой диагональных плеч 7, 8 второго направленного ответвителя отрезками 9, 10 линий передачи одинаковыми по длине. Балластный резистор 3 подключен к плечу 11 второй диагональной пары второго направленного ответвителя 2. Диагональные плечи 12, 13 третьего направленного ответвителя 14 работают в режиме холостого хода, а плечо 15 второй диагональной пары этого направленного ответвителя соединено с плечом 16 второй диагональной

пары первого направленного ответвителя. Плечо 17 одной из связанных линий 18 четвертого направленного ответвителя 19 соединено с плечом 20 второй диагональной пары третьего направленного ответвителя 14, а второе плечо 21 той же связанной линии 18 направленного ответвителя 19 соединено со вторым плечом 22 второй диагональной пары направленного ответвителя 2. К диагональному по отношению к плечу 17 плечу 23 второй из связанных линий 24 четвертого

направленного ответвителя 19 подключена нагрузка 4. Плечо 25 направленного ответвителя 1 и смежное по отношению к .плечу 23 плечо 26 четвертого направленного ответвителя 19 являются входами устройства. Электрические длины отрезков 9, 10

0 должны быть одинаковы и по возможности минимальны, а электрические длины отрезков, соединяющих плечи 15 и 16, 21 и 22, 17 и 20, могут быть произвольными, но также минимальной длины.

Работу устройства рассмотрим в режиме деления широкополосного сигнала на два смежных канала.

Пусть широкополосный генератор подключен к плечу 23, а нагрузки - к плечам 25 и 26. В этом случае сигнал с частотой f,

0 () 3 плеча 23 разделяется в плечи 17 и 21 и поступает соответственно по двум путям. Первый: плечо 20 направленного ответвителя 14 - плечи 15-16, и через направленные ответвители 1 и 2 в плечо 25; второй: плечо 22 направленного ответвителя

5 2 и аналогично через направленные ответвители 2 и 1 в плечо 25. За счет интерференции этих сигналов с частотой fj формируется высокочастотный канал.

Сигнал с частотой f проходит путь из плеча 23 в плечо 26 следующим образом. После деления сигнал поступает в плечи 21 и 17 и далее по двум путям. Первый: плечо 22 направлеиного ответвителя 2 - через направленные ответвители 2 и 1 в плечо 16- плечо 15 направленного ответвителя 14- плечи 20, 17 и на выход в плечо 26; второй: плечи 17-20-15-16, далее через направленные ответвители 1 и 2 и через плечо 22 направленного ответвителя 2 - в плечо 21 направленного ответвителя 19 и на выход в плечо 26. За счет интерференции этих двух сигналов с частотой fj формируется частотная характеристика второго канала, расположенная ниже по оси частот на величину полосы стыковки каналов.

Работа устройства в режиме сложения сигналов с частотами f, и fj может быть рассмотрена аналогичным образом.

В предложенном устройстве достигается расширение рабочего диапазона частот за

счет сокращения полосы стыковки каналов, которая составляет менее 30% от щирины рабочей полосы каждого из рабочих каналов.

Так, при величинах переходных затуханий направленных ответвителей 1,2, 14 и 19 на частоте f(fi+f2)/2 соответственно 6; 5; 3,1 и 4,2 дБ и электрических длинах их областей связи 80, 102, 88 и 76° полоса стыковки составляет 30% от рабочих полос каналов, входной КСВН находится в пределах 1,3-1,5, а уровень потерь не превышает 0,5 дБ при относительных рабочих полосах каналов не менее 30%.

Технико-экономическая эффективность достигается за счет расширения рабочей полосы частот устройства и более эффективного использования диапазона частот, поскольку нерабочая полоса стдаковки каналов имеет незначительную величину