Управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов Советский патент 1984 года по МПК H03H7/48 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для сложения мощностей высокочастотных сигналов , в том числе и в диапазоне СВЧ.

Известно устройство для сложения мощностей СВЧ сигналов, содержащее суммирующие элементу, выполненные в виде поляризационных тройников, датчик, соединенный с регулирующим элементом, управляемые поляризаторы ГП..

Недостатком этого устройства является уменьшение КПД при увеличении числа отключенных генераторов.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов, содержащее N 2 -1 источников высокочастотных сигналов, цепочку из М управляемых элементов сложения, первый выход 1-го управляемого элемента сложения, где ,2...(М-1), соединен через (14-1)-ый управляемый фазовращатель с первым входом (i+l)-ro управляемого элемента сложения, вторые выходы которых соединены с балластными резисторами, входы каждого управляемого элемента сложения соединены с входами соответствующего измерителя разности фаз, выход которого соединен с управляющим входом соответствующего управляемого фазовращателя, и блок управления, выходы которого соединены соответственно со входами управления источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сложения Г23.

Ступенчатое регулирование выходной мощности в таком устройстве осуществляется путем отключения неиспользуемых источников СВЧ сигналов и обеспечения такого режима работы управляемых элементов сложе ния, при котором осуществляется полное сложение мощностей оставшихся источников на выходе устройства

Недостатком этого устройства является большое число управляемых элементов сложения (всего лишь на единицу меньше числа источников складываемых сигналов), которые являются сравнительно сложными устройствами. Поскольку в таком управляемом устройстве сложения моностей N генераторов потери мощности СВЧ сигнала определяются в оновном потерями в управляемых элементах сложения, то с увеличением числа генераторов складываемых сигналов потери резко возра стают.

Цель изобретения - повышение КПД.

Цель достигается тем, что в управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов, содержащее -1 источников высокочастотных сигналов,

цепочку из М управляемых элементов . сложения, первый выход 1-го управляемого элемента сложения, где ,2....(М-1),.соединен через (1+1)-ый управляемый фазовращатель

0 с первым входом (i+l)-ro управляемого элемента сложения, вторые выходы управляемых элементов сложения соединены с балластными резисторами, входы каждого управ5 ляемого элемента сложения соединены с входами соответствующего измерителя разности фаз, выход которого соединен с управляющим входом, соответствующего управляемого

Q фазовращателя, и блок управления, выходы, которого соединены соответственно со входами управления источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сложе5 ния, введены N-M-1 неуправляемых элементов сложения, образующих -М блоков попарного сложения, содержащих .(N-1) входов, к каждому из которых подключен соответствующий источник высокочастотных сигналов, а выход j-ro блока.попарного сложегГия, где jsl,2....M, содержащего ) неуправляемых элементов сложения, подключен к второму входу j-ro управляемого элемента сложения, а первый источник высокочастотных сигналов через первый управляемый фазовращатель подключен к первому входу первого управляемого элемент сложения.

0 На чертеже изображена функциональная схема управляемого устройства для сложения мощностей высокочастотных сигналов.

Устройство содержит N источни5 ков 1 (усилителей, генераторов) высокочастотных сигналов, М управляемых элементов сложения 2, балластные резисторы 3, М измерителей 4 разностей фаз сладываемых сигна0 лов, М управляемых-фазовращателей 5, блок управления б, N-M-1 неуправляемых элементов сложения 7. Все источники имеют одинаковую выходную мощность.

5 Управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов работает следующим образом.

При включенных источниках сигнал мощностью Р с выхода источника

0 1 (например,, усилителя) через управляемый фазовращатель 5 , посту- пает на сигнальный вход 1 управляемого элемента 2 сложения. С выходов источников Ij и 1, высокочастотных сигналов сигналы, каждый мощностью Р, поступают соответственно на входы 1 и П неуправляемог элемента 7 сложения, в котором осуществляется сложение мощностей этих сигналов. С выхода Ш неуправляемого элемента 7 сложения сигнал мощностью 2Р поступает на вход П управляемого элемента. 2 сложения. Аналогично осуществляется сложение мощностей источников Ц высокочастотных сигналов с помощью неупр -ляемых элементов 7, 7з и 7 сложе ния. С выхода Ш неуправляемого эле мента 74 сложения сигнал с суммарной мощностью 2 Р поступает на вход П второго управляемого элемен .та 22 сложения и т.д., на вход П управляемого элемента сложения 2м поступает СВЧ сигнал с помощью В режиме полной выходной мощнос ти по командам, выдаваемым блоком управления на входы управленияисточников 1-|-1 высокочастотных сиг налов , осуществляется включение всех источников. Одновременно на входы управления управляемых эле.мелтов сложения с соответств щих входов блока 6 управления подаются команды, в соответствии с к торыми каждый управляемый элемент сложения устанавливается в режим сложения мощностей с отношениями на входах-, определяемыми их номерами в цепочечной схеме. При этом режим первого управляемого элемент сложения обеспечивает сложение мощ ностей при отношении 1/2, так что на выходе Ш первого управл емого элемента 2 сложения и соответственно на входе 1 второго упра ляемого элемента 2. сложения получается мощность ЕД . Поскольку на вход П второго управляемого элемента 22 сложения подается сигнал мощностью 4Р, то второй управляемый элемент сложения по команде управления с блока б переводится в режим сложения мощностей при отношении PJ. /Pf 3/4. Анало.гичным образом определяется режим любого М-го управляемого элемента , в котором устанавливается отношение 1/2.В результате на выходе управляемого устройства для сложения Мощностей высокочастотных сигналов получается мощность, равная. . Синфазность складываемых сигналов на входах 1 и П управляемых элементов 2 сложения обеспечивается с помощью системы фазирования, вкл чающий измеритель 4 разности фаз и управляемый фазовращатель 5. При необходимости дискретно.го регулирования мощности на выхЬде устройства, блок управления в соответствии .с заданной программой определяет, какие источники 1 высокочастотных сигналов должны быть включены, и на их входы управления выдает команды включения. Одновременно на все управляемые элементы 2 сложения подаются команды об изменении их режимов сложения. Те управляемые элементы 2 сложения, на входы П которых сигнал от источников 1 высокочастотн.ых сигналов не подается, устанавливаются в прямого пропускания сигнала со входа I на выход Ш. Управляемые элементы 2 сложения, на оба входа которых подаются сигналы, устанавливаются в режим сложения, причем отношения входных мощностей P.j /Р ,7. каждого управляемого элемента определяется чишлом источников, подключаемых к этим входам через предшествующие управляемые и неуправляемые элементы сложения. В этом случае . выходная мощность управляемого устройства для сложения мощностей высокочастотных сигналов равна сумме мощностей включенных источников , так как в каждом управляемом элементе сложения обеспечиваются условия согласования и развязки. При этом, благодаря предварительному сложению мощностей источников в неуправляемых элементах сложения число управляемых элементов сложения, управляемых фазовращателей, и измерителей разности фаз уменьшается на N-M-1,вследствие чего упрощается конструкция устройства и потери мощности. Так, например, при построении управляемого элемента сложения на базе двух мостовых звеньев и управляемого фазовращателя потери мощности сигнала в нем составляют ДРу ДР пр-Фв овр. в то время, как в неуправляемом элементе сложения, состоящем из одного мостового звена, эти потери оказываются равными НЭС мост. Таким образом, введение неуправляемых элементов сложения в предлагаемом устройстве обеспечивает снижение энергетических потерь и упрощение конструкции управляемого устройства сложения мощностей высокочастотных сигналов. Технико-экономический эффект при этом достигается за счет повышения КПД и упрощения конструкции устройства.

УПРАВЛЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ МОЩНОСТЕЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее источников высокочастотных сигнало цепочку из М управляемых элементов сложения, первый i-ro управляемого элемента сложения, где ,2...(М-1), соединен через (i+l)-ый управляемый фазовращатель с первым входом (i+l)-ro управляемого элемента сложения, вторые вьЬсоды управляемых элементов сложе ния соединены с балластными резисторами, входы каждого управляемого элемента сложения соединены с вхо СА: 00 ж дами соответствующего измерителя разности фаз, выход которого соединен с управляющим входом соответствующего фазовращателя, и блок управления, выходы которого соединены соответственно со входами управления источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сложения, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены N-M-1 неуправляемых элементов сложения, образующих М блоков попарного сложения, содержащих (N-1) входов, к каждому из которых подключен соответствующий источник высокочастотных сигналов, а выход )-го блока попарного еложенин, где 1,2....М, содержащего