Выходной каскад передатчика Советский патент 1984 года по МПК H04B1/04 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в широкополосных усилителях мощности, работающих на несогласованную нагрузку.

Известен выходной каскад передатчика, в котором используется сложение мощностей отдельных усилительных модулей 1.

Однако этот выходной каскад передатчика имеет низкий КПД вследствие рассогласований, возникающих при работе на реальную нагрузку.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является выходной каскад передатчика, содержащий N усилительных модулей, /С блоков двухвходовых сумматоров, где

C logiN,

выходной блок фильтров, вход которого подключен к выходу /С-го блока двухвходовых сумматоров и антенну. В этом выходном каскаде передатчика согласование с антенной осуществляется соответствующим построением выходного фильтра 2.

Однако для обеспечения удовлетворительного согласования выходной фильтр выполняется многозвенным и поэтому имеет значительную электрическую длину, что ограничивает рабочий диапазон в области верхних частот.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона в сторону верхних частот.

Цель достигается тем, что в выходной каскад передатчика, содержащий N усилительных модулей, К блоков двухвходовых сумматоров, .где y log2N, выходной блок фильтров, вход которого подключен к выходу /С-го блока двухвходовых сумматоров, и антенну, между выходом каждого из усилительных модулей и одним из входов соответствующего двухвходового сумматора первого блока двухвходовых сумматоров, а также между выходом каждого из двухвходовых сумматоров i-ro блока двухвходовых сумматоров, где i 1, 2, 3, ..,,/С, и одним из входов соответствующего двухвходового сумматора (i+l)-ro блока двухвходовых сумматоров включены дополнительно введенные последовательно соединенные блок фильтров и отрезок линии передачи, а между выходом выходного блока фильтров и антенной включен дополнительно введенный отрезок линии передачи, при этом блоки фильтров, отрезки линии передачи и блоки двухвходовых сумматоров являются N-BXOдовы.м согласующим ступенчатым переходом.

Причем каждый из блоков фильтров, выходной блок фильтров, и каждый из отрезков линии передачи могут быть выполнены соответственно в виде коммутируемого блока фильтров и коммутируемого отрезка линии передачи.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема фильтра блока фильтров; на фиг. 3 - согласующий ступенчатый переход.

Выходной каскад передатчика содержит усилительные модули 1, блоки 2 двухвходо5 вых сумматоров 3, блоки фильтров 4, выходной блок фильтров 5, антенну 6, отрезок 7 линии передачи. При этом блоки фильтров 4 и выходной блок фильтров 5 состоят из фильтра нижних частот (полосового

0 фильтра) 8, фильтров верхних частот (заградительных фильтров) 9, нагруженных на балластные резисторы 10. Блоки фильтров 4 и выходной блок фильтров 5 могут быть выполнены по кольцевой схеме (фиг. 2), при этом выходы фильтров верхних частот (за5 градитёльных фильтров) 9 соединены между

собой через последовательно соединенные

фильтр нижних частот (полосовой фильтр)

11 и фазоинвертирующий трансформатор 12.

Выходной каскад передатчика работает

следующим образом. 0

Сигналы с выходов усилительных модулей Ij, Ij, ..., 1|, через блоки фильтров 4j ,4,... 4 поступают на входы первого блока 2i двухвходовых сумматоров ЗА , Зг,,..., 3|, после по5 парного сложения сигналы через следующие блоки фильтров 4i, 4г,..,, 4 поступают на входы второго блока 2г двухвходовых сумматоров 3i, Зг,..,, 3.1Ц где опять выполняется попарное сложение сигналов. Аналогичным образом сигналы проходят через К блоков

0 двухвходовых сумматоров, с выхода /С-го блока двухвходовых сумматоров, содержащего один двухвходовый сумматор 2ц сигнал через выходной блок фильтров 5 и отрезок 7 линии передачи поступает в антенну 6.

Блоки фильтров 4 построены таким образом, что, наряду с обеспечением необходимой фильтрации высщих гармоник, их входные и выходные сопротивления в рабочей полосе частот являются активными. Реактивные составляющие входных и выходных сопротивлений фильтра нижних частот (полосового фильтра) 8 компенсируются с помощью фильтров верхних частот (заградительных фильтров) 9, нагруженных на балластные резисторы 10.

5 В случаях, когда необходимо обеспечить высокую стабильность частотных характеристик, имеющих слубую зависимость от разброса значений LC-элементов фильтров, блок фильтров необходимо реализовать по более сложной схеме согласно фиг. 2. Фильтры

0 3 и И (фиг. 2) являются фильтрами нижних частот (полосовыми фильтрами), а фильтры 9 - фильтрами верхних частот (аграждающими фильтрами), причем наличие фазоинвертирующего трансформатора 12 и балластных резисторов 10 придает схеме балансные свойства, что обеспечивает повышенную стабильность частотных характеристик.

Блоки фильтров 4 и блоки 2 двухвходовых сумматоров 3 включены поочередно

(фиг. 1), волновые сопротивления и электрические длины блоков фильтров 4 одинаковы. Сумматоры, входящие в состав одного блока 2 двухвходовых сумматоров 3, также имеют одинаковые волновые сопротивления и электрические длины. При этом, волновые сопротивления и электрические длины блоков фильтров 4 и блоков 2 двухвходовых сумматоров 3 выбираются из условия оптимального согласования усилительнь1х модулей 1|, Ij,..,, IN с антенной 6 в рабочем диапазоне частот.

Между выходом каждого из N усилительных модулей li,..,, IN и антенной 6 образован таким образом ступенчатый согласующий переход (фиг. 3) с волновыми сопротивлениями ступенек и электрическими длинами Qj ; нечетные ступеньки образованы блоками фильтров 4, и отрезками 7 линий передачи, а четные ступеньки - блоками 2 двухвходовых сумматоров 3. Общее число

ступенек каждого согласующего ступенчатого перехода равно

M 21ogiN + l где N - число усилительных модулей.

При рабочем диапазоне частот передатчика, превышающем октаву, блоки фильтрров 4 выполняются коммутируемыми. В этом случае эквивалентные электрические длины блоков фильтров 41,4г, ..,4кг при переключении поддиапазонов частот будут изменяться. Поэтому длина каждого отрезка линии передачи 7 выбираются так, что суммарная электрическая длина блока фильтров 4 и отрезка 7 линии передачи является постоянной для всех поддиапазонов.

Технико-экономическая эффективность при использовании данного выходного каскада передатчика состоит в расщирении рабочего диапазона в сторону верхних частот, что существенно расширяет сферу применения данного устройства.

1. ВЫХОДНОЙ КАСКАД ПЕРЕДАТЧИКА, содержащий N усилительных модулей,/С блоков двухвходовых сумматоров где /C logaN, выходной блок фильтров, вход которого подключен к выходу /С-го блока двухвходовых сумматоров, и антенну, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона в сторону верхних частот, между выходом каждого из усилительных модулей и одним из входов соответствующего двухвходового сумматора первого блока двухвходовых сумматоров, а также между выходом каждого из двухвходовых сумматоров i-ro блока двухвходовых сумматоров, где i 1,2,3,...,/С, и одним из входов соответствующего двухвходового сумматора (i-f 1)-го блока двухвходовых сумматоров включены дополнительно введенные последовательно соединенные блок фильтров и отрезок линии передачи, а между выходом выходного блока фильтров и антенной включен дополнительно введенный отрезок линии передачи, при этом блоки фильтров, отрезки линии передачи и блоки двухвходовых сумматоров являются N-входовым согласующим ступенчатым переходом. 2. Выходной каскад передатчика по п. 1, отличающийся тем, что каждый из блоков фильтров, выходной блок фильтров и каждый из отрезков линии передачи выполнены соответственно в виде коммутируемого блока фильтров и коммутируемого отрезка линии передачи.