Невзаимное устройство Советский патент 1992 года по МПК H01P1/32 

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение для согласования и развязки волноводных трактов в радиопередающей аппаратуре.

Известен широкополосный вентиль, содержащий N каскадно соединенных вентилей, образованных невзаимными шестиполюсни- ками и поглощающими нагрузками, включенными в их развязывающих плечах. Широкополосные развязывающие свойства широкополосного вентиля обеспечиваются вентилями. Каждый вентиль работает в определенном поддиапазоне рабочего диапазона частот устройства.

Недостатком этого широкополосного вентиля, имеющего N поглощающих нагрузок, является малая допустимая мощность волны, падающей на выход устройства, ограниченная допустимой мощностью рассеяния всего одной поглощающей нагрузки.

Известно трехплечее невзаимное устройство, содержащее три двухканальных взаимных делителя мощности, между выходами которых включены два идентичных Yциркулятора.Невзаимные свойства устройства обеспечиваются Y-циркуляторами Вентильный режим работы невзаимного устройства достигается включением поглощающей нагрузки в одной из его плеч.

Недостаток этого устройства - малая допустимая мощность волны, падающей на выход устройства, работающего в вентильном режиме. Величина этой мощности огра- ничивается допустимой мощностью рассеяния поглощающей нагрузки

Известно невзаимное устройство, содержащее N вентилей, образованных невзаимными шестиполюсниками и поглощающими нагрузками, включенными в их развязывающих плечах. Каждый вентиль входит в состав соответствующего передатчика. Невзаимные свойства устройства обеспечиваются вентилями

Недостатком данного устройства, содержащего N поглощающих нагрузок, является малая допустимая мощность волны, падающей на выход вентиля невзаимного устройства, ограниченная допустимой мощСП

С

XI

4

Ю О

ностью рассеяния всего одной поглощающей нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является невзаимное устройство, содержащее N вентелей, образованных невзаимными шестиполюсниками и поглощающими нагрузками, включенными в их развязывающих плечах.

На фиг. 1 показана схема известного устройства, где обозначено: 1 - невзаимное устройство; 2, 3, 4, 5 - вентили;6 - невзаимные шестиполюсники; 7 - входные плечи; 8 - выходные плечи; 9 - развязывающие плечи; 10, 11 - поглощающие нагрузки.

Устройство-прототип 1 содержит четы- ре вентиля 2, 3, 4 и 5, образованных невзаимными шестиполюсниками 6, имеющими входное плечо 7, выходное плечо 8 и развязывающее плечо 9, и поглощающими нагрузками 10, 11. Каждая поглощающая нагрузка включена в развязывающее плечо 9 соответствующего невзаимнэго шестипо- люсника 6.

Устройство-прототип работает следующим образом.

Вентильные свойства устройств 2 и 3, работающих в диапазоне частот от fi до fa, и устройство 4 и 5, работающих в диапазоне частот от тз до f/j, обеспечиваются их невзаимными шестиполюсниками 6 и поглощаю- щими нагрузками 10, 11.

Недостатком прототипа является малая допустимая мощность волны с частотой fg, падающей на выход одного из вентилей или выходы двух вентилей (вентилей 2 и 3, если частота fs находится в диапазоне частот от fi до Т2, или вентилей 3 и 4, если частота fs находится в диапазоне частот от fa до fy). Величина допустимой мощности волны ограничивается допустимой мощностью рассеяния одной или двух поглощающих нагрузок. Этот недостаток существенно ограничивает область применения невзаимного устройства.

Причиной возникновения волны, пада- ющей на выходы вентилей, может являться нарушение согласования в СВЧ-тракте или внешнее мешающее воздействие.

Цель изобретения - увеличение допустимой мощности рассеяния отраженной волны, падающей на выходы вентилей.

Цель достигается тем, что в невзаимное устройств, содержащее вентили, количество которых по крайней мере больше одного, образованные невзаимными шестиполюс- никами и поглощающими нагрузками, введен распределительный блок, содержащий развязанные между собой входы и выходы, количество которых соответствует количеству вентилей, при этом каждый развязанный вход соединен с развязывающим плечом соответствующего невзаимного шести- полюсника, а каждый развязанный выход - с одной из поглощающих нагрузок.

На фиг. 2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, где обозначено: 1 - вентили; 2 - невзаимные шестиполюсники; 3 - поглощающие нагрузки; 4 - распределительный блок; 5 - входные плечи, 6 - выходные плечи; 7 - развязывающие плечи; 8 - развязанные входы; 9 - развязанные выходы.

Предлагаемое устройство содержит четыре вентиля 1, образованных невзаимными шестиполюсниками 2 и поглощающими нагрузками 3. Невзаимные шестиполюсники 2 имеют входное плечо 5, выходное плечо

6,развязывающее плечо 7. Развязывающие плечи 7 всех вентилей соединены с развязанными входами 8 распределительного блока 4, развязанные выходы 9 которого соединены с одной из поглощающих нагрузок 3.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вентильные свойства двух устройств 1, работающих в диапазоне частот от fi до h, и двух устройств 1, работающих в диапазоне частот от fs до f4, обеспечиваются, как и в прототипе, невзаимными шестиполюсниками 2 и поглощающими нагрузками 3.

Пусть в СВЧ-тракте, содержащем вентиль 1, с рабочим диапазоном частот fi-f2 возникла волна (например, в результате рассогласования) с частотой fs, находящейся в диапазоне частот от f 1 до f2, и падающая на его выход 6. В соответствии с направлением передачи энергии в невзаимном шестипо- люснике 2 она поступает в развязывающее плечо 7, а затем на вход 8 распределительного блока 4. В распределительном блоке 4 мощность волны делится поровну между четырьмя развязанными выходами 9 и рассеивается в поглощающих нагрузках 3, подключенных к этим выходам.

Пусть эта же волна делится в тракте СВЧ и поступает на выходы двух вентилей с рабочим диапазоном частот f i-f2. В соответствии с направлением передачи энергии в невзаимных шестиполюсниках 2 ее составляющие поступают в развязывающие плечи

7,а затем на входы 8 распределительного блока 4. В распределительном блоке мощность каждой составляющей волны делится поровну между четырьмя выходами 9 и рассеиваются в поглощающих нагрузках 3, подключенных к этим входам.

Если волна имеет частоту fe, находящуюся в диапазоне частот от fa до f4, и падает на выход 6 одного из вентилей 1 с рабочим

диапазоном частот fa-f4 или выходы 6 двух таких вентилей, то работа предлагаемого устройства аналогична вышеописанному.

Таким образом, в предлагаемом устройстве увеличение допустимой мощности вол- ны, падающей на выходы вентилей, достигается путем ее распределения с помощью распределительного блока между поглощающими нагрузками всего невзаимного устройства.

Использование данного устройства в СВЧ-трактах радиопередающей аппаратуры среднего и высокого уровня мощности позволяет повысить надежность невзаимного устройства, а при заданной величине волны, падающей на выходы вентилей, уменьшить в N раз1 допустимую мощность рассеяния каждой нагрузки невзаимного устройства, а следовательно, уменьшить массу и габариты радиаторов.

Испытания действующего макета предлагаемого устройства, содержащего четыре вентиля на мощность до 250 Вт, показали,

что применение распределительного блока позволяет в четыре раза уменьшить допустимую мощность рассеяния каждой поглощающей нагрузки, а следовательно,

уменьшить в 4 раза массу и объем радиатора по сравнению с прототипом, имеющим аналогичные электрические параметры. Формула изобретения Невзаимное устройство, содержащее

вентили, количество которых по крайней мере больше одного, образованные невзаимными шестиполюсниками и поглощающими нагрузками, отличающееся тем, что, с целью увеличения допустимой мощности

рассеяния отраженной волны, введен распределительный блок, включающий развязанные между собой входы и выходы, количество которых соответствует количеству вентилей, при этом каждый развязанный

вход соединен с развязывающим плечом соответствующего невзаимного шестиполюс- ника, а каждый развязанный выход - с одной из поглощающих нагрузок.

Изобретение может быть использовано для работы в мощных широкополосных СВЧ-приборах. С целью увеличения допустимой мощности введен распределитель ный блок. При этом мощность волн исходящих из развязывающих плеч невзаимных шестиполюсников на любой из частот рабочего диапазона, делится между всеми поглощающими нагрузками. 2 ил.