Устройство взаимного фазирования пространственно разнесенных усилительных каналов Советский патент 1983 года по МПК H03L7/06 

ND X Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано для фазирования пространственно разнесе ных усилительных каналов. Известно устройство взаимного фазирования .пространственно разнесе ных усилительных каналов многоканал ного СВЧ-генератора при помощи обще линии связи со встречными синхросиг налами 11 , Это устройство содержит удвоител частоты вьаходных сигналов, что не позволяет использовать его при высо ком уровне мощности. Удвоение часто ты выходных сигналов приводит также к увеличению фазовых ошибок. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство взаимного фазирования пространственно разнесенньах усилительных кана лов, которое содержит генераторы синхросигналов, линию связи, за,цаю 1ций генератор, к выходу которого по ключены-усилительные каналы, из которых содержит соединенньте пос а;едовательно управляемый фазовраща-хель, усилитель, первый делитель мощности и нагрузку, например антен ну, второй выход первоГо делителя мощности подключен к первому входу фазометра выходного сигнала (ФВС), к второму входу которого подсоединена линия связи через последовательно соединенные первый направлен ный ответвитель и второй делитель мощности, а также фазометр синхросигналов, первый вход которого подключен к второму выходу второго делителя мощности, а второй через вто рой направленный ответвитель - к линии связи, выход фазометра синхро- сигналов соединен с Вхчодом управления управляемохо фазовра1чателя через сумматор, второй вход которого соединен с вьзхрдом ФВС, а -гакже содержит удво5-1тель частоты 2 . Недостатки известного устройства также связаны с необходимостью удвое ния частотгл ви.-:сод1Шх сигналов при помощи удвоителей частоты, включенных в калщом канале перед нагрузкой т,е, на высоком уровне мощности, что приводит к снижению точности фааирования и КПД, Цель изобретения - повышение точности взаимного фазирования и КПД. Указанная цель достигается тем, что в устройстве взаимного фазирования пространственно разнесенных усилительных каналов, содержащем генераторы синхросигналов, линию связи, задающий генератор, к выходу которого подключены усилительные каналы, каждый из которых содержит соединенные последовательно управляемый фазовращатель, усилитель, первый делитель мощности и нагрузку, второй выход первого делителя мощности подклюг чен к первому входу фазометра выходного сигнала, к второму входу которого подсоединена линия связи через последовательно соединенные первый направленный ответвитель и второй делитель мощности, а также фазометр синхросигналов, первый вход которого подключен к второму выходу второго делителя мощности, а второй через второй направленный ответвитель - к линии связи, выход фазометра синхросигналов соединен с входом управления управляемого фазовращателя через сумматор, второй вход которого соединен с выходом фазометра выходного сигнала, и удвоитель частоты, в каждом усилительном канале удвоитель частоты включен между выходом второго делителя мощности и вторым входом фазометра выходного сигнала. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства взаимного фазирования пространственно разнесенных усилительных каналов, Устройство взаимного фазирования пространственно разнесенных усилительных каналов содержит линию 1 связи с генераторами 2 синхросигналов и усилительные каналы 3, подключенные входами к задающему генератору 4 и выходами к нагрузкам 5. Каждый усилите канал 3 содержит управляемый фазовращатель 6, усилитель.7 и первый делитель 8 мощности, соединенные пос.ледовательно, а также первый и второй направленные ответвители 9 и 10, встроенные в линию связи, второй делитель 11 мощности, подключенный к второму направленному ответвителю, фазометр 12 синхросигналов, удвоитель 13 частоты, ФВС 14, соединенный с удвоителем 13 частоты и с первым делителем мощности, сумматор 1 5 1 Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 4 генерирует на выходной частоте 2 со сигнал возбулсдения, который разводится во все усилительные каналы 3. Генераторы 2 синхросигналов вырабатывают синхросигналы с частотой СО , которые подаются на линию 1 связи с обоих концов. Обозначим: L длина связи; х; - расстояние от одного из концов линии связи до точки соединения с i-M каналом, V - фазовз.я скорость распространения сигналов в линии связи. Ц), iqij.MJxi фазы СВЧ-сигналов соответственно на к.онцах линии связи и на выходе усилителя 7 i-ro канала в определенный момент времени. Фазы синхросигналов в точке Хл равны , I ,--Q| и Ц| -00-;;;- . . Направленные ответвутели 9 и 10 выделяют из линии

связи сигналы для синхронизации каналов. Фазометр 12 синхросигналов измеряет разность фаз синхросигналов и выдает сигнал, соответствующий значению

((..9fln,

где п - произвольное целое число. Фазометр 14 выходного сигнала измеряет разность фаз выходного сигнала и второй гармоники первого из синхросигналов и выдает сигнал, соответствующий значении

.Y.

где К - произвольное целое число. Сумматор 15 вырабатывает сигнал, соответствующий сумме фаз С выходных сигналов фазометров

( кгЧл-Чг

с выхода сумматора этот сигнал поступает на управляющий вход управляемого фазовращателя 6, который изменяет электрическую длину тракта на - СУ У . При этом значение фазы высокочастотного сигнала на выходе усилителя i-ro Канала определяется из равенства . OOL

(-o.

WU

Следовательно,

-(V7

т.е. не зависит от координаты х; расположения канала на линии связи.

Таким образом, выходные сигналы всех каналов устройства синфазны, причем общее значение фазы определяется значениями фаз синхросигналов на концах линии связи и длиной линии связи. Устранение умножителей частоты из выходных трактов позволяет повысить мощность выходных сигналов устройства до значений, определяемых возможностями усилительных приборов (10-100 кВт и более). При этом требуемый сумматорный уровень выходной мощности может быть обеспечен существенно меньщим числом усилительных каналов, что приводит к значительному снижению стоимости устройства в целом.

Коэффициент преобразования волны во вторую гармонику известных нелинейных элементов составляет величину порядка 30-50%, поэтому изобретение позволяет увеличить КПД устройства в 2-3 раза.

Отсутствие операции удвоения частоты выходных сигналов обуславливает также.существенное по сравнению с известным устройством уменьшение ошибок фазирования, связанных с неточностями фазовых измерений.

УСТРОЙСТВО ВЗАИМНОГО ФАЗИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЕННЫХ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ, содержащее генераторы синхросигналов, линию связи, задающий генератор, к выходу которого подключены усилительные каналы, каждый из которых содержит соединенные последовательно управляемый фазовргицатель, усилитель, первый делитель мощности и нагрузку, второй выход первого делителя мощности подключен к первому входу фазометра выходного сигнала, к второму входу которого подсоединена линия свлзи через последовательно соединенные первый направленный ответвитель и второй делитель мощности, а также фазометр синхросигналов, первый вход которого подключен к второму выходу второго делителя мощности, а второй через второй направленный ответвитель - к линии связи, выход фазометра синхросигналов соединен с входом управления управляемого фазовргицателя через cyMi.iaTopj . второй вход которого соединен с выходом фазометра выходного сигнала, и удвоитель частоты, отличающ е е с я тем, что, с целью повыше- g ния точности взаимного фазирования (Л и КПД, в каждом усилительном канале удвоитель частоты включен между выходом второго делителя мощности и вторым входом фазометра выходного сигнала.