Фазовращатель Советский патент 1992 года по МПК H01P1/18 

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре, в которой СВЧ радиосигнал подвергается фазовой обработке.

Известен фазовращатель, содержащий параллельно включенные в линию передачи коммутирующие диоды переключаемые длины линий.

Недостатком известного фазовращателя является узкополосность (F0 ± 10%), большие фазовые ошибки из-за взаимного влияния единичных ячеек с короткозамкну- тыми четвертьволновыми шлейфами.

Наиболее близким к предлагаемому является фазовращатель с переключением длины линии, содержащий последовательно включенные двухэлементные звенья, в которые входят два двухканальных диодных переключателя и два попеременно подключаемых с помощью управляющей схемы отрезка линий определенной длины.

Недостатком этого устройства является большое количество цепей замыкания управляющего тока на корпус, которые вносят дополнительную фазовую ошибку.

Целью изобретения является уменьшение величины фазовых ошибок фазовращателя с переключением длины линии.

Указанная цель достигается тем, что в фазовращателе с п последовательно соединенными двухэлементными звеньями, каждое из которых включает два двухканальных переключателя, к общей точке соединения которых в каждом канале подключены последовательно включенные коммутирующие диоды и соответственно первый и второй отрезки линий передачи, и цепи подачи управляющего сигнала, подключенные к первому и второму отрезкам линии передачи, причем к цепям подачи управляющего сигнала четных звеньев последовательно подключены одним выводом дополнительно введенный ключ, второй вывод которого соединен с корпусом, а коммутирующие диоды в четных двухэлементных

Оч

со со

звеньях подключены к общей точке разветвления двухканальных переключателей электродами обратной полярности по отношению к электродам коммутирующих диодов нечетных двухэлементных звеньев.

На фиг. 1 и 2 изображены электрические схемы предлагаемого сверхвысокочастотного дискретного фазовращателя с нечетным и четным количеством двухэлементных звеньев соответственно.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: 1, 2, 3 -двухэлементные звенья; 4, 5 - индуктивности цепей управления; 6 - блокирующий конденсатор при четном количестве двухэлементных звеньев; 1.1, 2.1, 3.1,

1.2,2.2, 3.2 - ключи схемы управления; 1.3,

2.3,3.3, 1.4, 2.4, 3.4 - блокирующие конденсаторы; 1.5, 2.5, 3.5, 1.6, 2.6, 3,6 - индуктивности цепей управления; 1.7, 2.7, 3.7 - конструктивные отрезки линий одинаковой длины 0; 1.8, 2.8, 3.8 - фазоопределяющие отрезки с длиной И, 2, з соответственно; 1.9-12, 2.9-12, 3.9-12 - коммутирующие диоды.

Электрическая схема предлагаемого устройства образована из двухэлементных звеньев 1, 2 и 3 с нечетным количеством звеньев и из 1 и 2 - с четным. Звено 1 содержит конструктивный отрезок линии

1.7длиной 10, фазоопределяющий отрезок

1.8длиной И. Схема подключения отрезка 1.7 к точкам разветвления содержит два диода 1.9 и 1.10, цепь управления из индуктивности 1.5 и конденсатора 1.3 и ключ схемы 1.1 управления. Схема подключения фазо- определяющего отрезка 1.8 к точкам разветвления содержит два диода 1.11 и 1.12, цепь управления из индуктивности 1.6 и конденсатора 1.4 и ключ схемы управления 1.2. Аналогично устроены остальные двухэлементные звенья. Коммутирующие диоды нечетных звеньев подключены отрицательными электродами к точкам разветвления, четных звеньев - положительными. К ключам схем управления нечетных звеньев подключено положительное питающее напряжение. К ключам схем управления четных звеньев подключен корпус. На входе фазовращателя включена индуктивность 4 цепи управления, соединенная с корпусом. На выходе фазовращателя включена индуктивность цепи 5 управления, которая в случае нечетного количества звеньев соединена с корпусом, а в случае четного количества звеньев через блокировочный конденсатор 6 соединена с источником положительного питающего напряжения.

Для получения фазы р0 коэффициента передачи фазовращателя с нечетным количеством звеньев сигнал управления подается на ключи схемы управления 1.1,2.1 и 3.1. При этом ток питания, протекающий через ключи 1.1 и 3.1, через соответствующие цепи управления и диоды 1.9, 1.10, 2.9, 1.10, 3.9, 3.10, замыкается на корпус через индуктивности 4,5 и ключ 2.1. Диоды обеспечивают подключение отрезков 1.7, 2.7, 3.7 с длиной 10 к точкам разветвления.

Для получения фазы р- коэффициента передачи сигнал управления подается на ключи схемы 1.2, 2.1 и 3.1 управления. При этом ток питания протекает через диоды 1.11, 1.12, 2.9, 2.10, 3.9 и 3.10, что обеспечивает подключение отрезков 2.7 и 3.7 с длиной 10 и отрезка 1.8 с длиной И к точкам разветвления.

Аналогично можно получить любой дискрет фазы, обеспечиваемый комбинацией

подключения отрезков с длиной 0, И, 2 и з. В случае четного количества двухэлементных звеньев (фиг. 2) ток питания через ближайшие к выходу диоды обеспечен подачей положительного напряжения питания

на элементы цепи 5 и 6 управления и замыканием соответствующего ключа 2.1 или 2.2. Принцип работы в целом аналогичен работе фазовращателя с нечетным количеством звеньев.

Положительным эффектом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является значительное улучшение фазочастотных характеристик, вызванное исключением цепей замыкания управляющих токов на корпус между двухэлементными звеньями. В результате исследования экспериментального образца пятизвенного СВЧ дискретного фазовращателя в дециметровом диапазоне волн получены следующие электрические характеристики; коэффициент стоячей волны не более 1,5; ослабление СВЧ-сигнала не более 8 дБ; фазовые ошибки не превышают ± 8,5°. Формула изобретения

Фазовращатель, содержащий п последовательно соединенных двухэлементных звеньев, каждое из которых включает два двухканальных переключателя, к общей точке соединения которых в каждом канале

подключены последовательно включенные коммутирующие диоды и соответственно, первый и второй отрезки линий передачи, и цепи подачи управляющего сигнала, подключенные к первому и второму отрезкам

линии передачи, отличающийся тем, что. с целью уменьшения величины фазовых ошибок, к каждой цепи подачи управляющего сигнала последовательно подключены одним выводом дополнительно введенный

ключ, второй вывод которого соединен с корпусом, а коммутирующие диоды в четных двухэлементных звеньях подключены к общей точке разветвления двухканальных

переключателей электродами обратной полярности по отношению к электродам коммутирующих диодов нечетных двухэлементных звеньев.

Предлагаемый фазовращатель содержит п последовательно соединенных двухэлементных звеньев, каждое из которых включает два двухканальных переключения, к общей точке соединения которых в каждом канале подключены последовательно включенные коммутирующие диоды и соответственно первый и второй отрезки линий передачи, к которым подключены цепи подачи управляющего сигнала. С целью уменьшения величины фазовых ошибок коммутирующие диоды в четных двухэлементных звеньях подключены к общей точке разветвления двухканальных переключателей электродами обратной-полярности по отношению к электродам коммутирующих диодов нечетных двухэлементных звеньев, а цепи подачи управляющих сигналов подключены к корпусу через дополнительно введенный ключ. 2 ил.

Uynp и i ч J

ч Uttfip (

П

49

НО А2.9

о t Unum

ua-t- JIu

Ll4n

1Й

i7

8хоЗ

U1

/.б С W

j/2

L

+ Uhum

Unum

17

ШО

39

КО

ВыхоЭ

)i.n

/.«

,2

г2

1J