Устройство сложения мощности передатчиков Советский патент 1992 года по МПК H03H7/46 

М

Т

V

Ј

Сущность изобретения: устройство содержит три передатчика 1, 2, 3, три вентиля 4, 5, 6, три циркулятора 7, 8, 9, четырехвхо- довый делитель 10, сумматор 11. Четырех- входовый делитель 10 создает на входах подключения циркуляторов 7, 8, 9 входное сопротивление равное 32о и коэффициент отражения +0,25, что обусловливает синфаз- ность и равенство амплитуд отраженного сигнала на соответствующем входе четы- рехвходового делителя 10 и сигналов на остальных трех его входах, т.е. равенство сигналов, поступающих на входысумматора 11 и, следовательно, снижает потери в устройстве сложения мощности передатчика. 1 ил.

444

1 л юа

I

Ј

N

V

а

Изобретение относится к технике соединения радиопередающих устройств с ан- тенной, в частности к устройствам соединения нескольких передатчиков с одной антенной, и может быть использовано для объединения энергии с выходов нескольких независимых передатчиков в единой антенне в широком диапазоне рабочих частот при минимальных потерях мощности.

Известные методы объединения сигналов нескольких передатчиков, основанные на применении частотно-избирательных цепей, становятся непригодными в случае быстрого изменения рабочих частот передатчиков в условиях небольшого их частотного разнесения.

Известна схема объединения передатчиков, позволяющая подключить два передатчика с различными рабочими частотами и выходными мощностями к единой антенне. Схема содержит два передатчика, соеди- ненные через вентили с входами а ферритовых циркуляторов. Выходы b цир- куляторов соединены линиями соответст- венно со входами а и b делителя. Особенностью делителя является применение плеча выходного с с волновым сопротивлением 7.0/2, где Z0 - волновое сопротивление всех линий схемы. Таким об- разом достигается непропорциональное деление энергии между каналами а:Ь:с 1:1:2. Выходы с циркуляторов и делителя через линии подключены к синфазным сумматорам, выход второго сумматора подключен к антенне, Энергия передатчиков поступает через циркулятор на вход а делителя. 50% мощности проходит в канал с делителя и по линии поступает на вход а второго сумматора. 25% мощности проходит в канал b дели- теля и через линии и циркулятор поступает на вход b первого сумматора. 25% мощности, отразившись от делителя в канал а, через линии и циркулятор поступает на вход а первого сумматора. Для синфазного ело- жения мощности в антенне необходимо обеспечить равенство электрических длин линий.

Принцип действия схемы объединения передатчиков основан на свойстве непропорционального деления мощности Т-образного делителя в случае неравенства волновых сопротивлений плеч. При этом полагается, что квадрат модуля коэффициента отражения от входа а делителя равен 0,25, а фаза коэффициента отражения равна нулю. Рассмотрим эквивалентную схему делителя. Сопротивление нагрузки линии равно:

7 ZQ Zo/2 Zp

н Zo+Zo/2 3

Коэффициент отражения от нагрузки в линии равен

Zp/3 - Zp

Zo/3+Zo

т.е. фаза коэффициента отражения равна 180 . Следовательно, на вход первого сумматора поступают равноамплитудные противофазные сигналы. На выход первого сумматора энергия передатчика не пройдет. Поскольку сигналы на входах второго сумматора значительно отличаются по амплитуде (50% и 0), в антенну попадет практически 25% энергии передатчика. Теоретический КПД в этом случае составляет 25%.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является схема объединения передатчиков, позволяющая подключить три передатчика с различными рабочими частотами и выходными мощностями к единой антенне. Передатчики через вентили подключены к входам циркуляторов, выходы циркуляторов через линии соединены с входами четырехвходового делителя на основе параллельного соединения линий. Выходы делителя и циркуляторов соединены линиями к входам четырехвходового сумматора, выход которого подключен линией к антенне.

Деление мощности в делителе по всем каналам происходит в равной пропорции. Главный недостаток схемы заключается в подаче противофазного сигнала в один из входов сумматора. В результате этого в антенну поступает лишь 50% мощности передатчиков (остальная энергия рассеивается в балласте мостового сумматора).

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия устройства сложения мощностей передатчиков.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в устройстве сложения мощностей передатчиков, содержащем три передатчика, соединенных через вентили с входами циркуляторов, линии, четырехвхо- довый делитель, четырехвходовый сумматор и антенну, предусмотрено следующее конструктивное отличие: четырехвходовый делитель выполнен в виде первого, второго, третьего и четвертого идентичных отрезков двухпроводной линии передачи, начала которых являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами четырехвходового делителя, а концы соединены последовательно.

На чертеже изображена схема устройства сложения мощностей передатчиков.

Устройство сложения мощностей передатчиков состоит из передатчиков 1-3, соединенных с вентилями 4-6, выходы которых подключены к входам а циркуляторов 7-9, выходы b циркуляторов соединены линиями с входами а, Ь, с четырехвходового делителя

10,выход d делителя 10, а также выходы с циркуляторов линиями подключены к четы- рехвходовому синфазному сумматору 11, выход которого соединен с антенной 12.

Предлагаемое устройство сложения мощностей передатчиков работает следующим образом.

Энергия передатчиков (например 1), че- рез открытый вентиль 4 поступает на вход а циркулятора 7. Вся энергия ответвляется в плечо b циркулятора 7, затем на вход а делителя 10. 25% энергии проходит в плечо b делителя в соответствии с выбранным коэф- фициентом деления мощности между каналами a:b:c:d 1:1:1:1. По линии сигнал попадает на вход b циркулятора 8. Далее энергия последовательно поступает в канал с циркулятора 8 и на вход с сумматора 11. Аналогично можно проследить путь сигнала от выхода с делителя 10 к входу d сумматора

25% энергии передатчика 1 отражается от входа а делителя 10 с фазой 0 град., поскольку по входу а делитель 10 имеет входное сопротивление 3Z0, и

1

Г (3-Z0-Zo)/(3-Z0 +Z0) -у, через линию

сигнал последовательно проходит в канал с циркулятора 7 и на вход b сумматора 11. На входах сумматора 11 сигналы практически синфазны при условии равенства электрических длин линий. В антенну поступит 100% мощности передатчика 1.

Аналогично можно рассмотреть принцип действия схемы для передатчиков 2 и 3.

Предлагаемое устройство сложения мощностей передатчиков обладает следующим техническим преимуществом перед известным: теоретический КПД равен 100% по сравнению с 50% КПД у известного.

Формула изобретения

Устройство сложения мощностей передатчиков, содержащее три канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных передатчика, вентиля и циркуля- тора, другой вход которого подключен к соответствующему входу четырехвходового делителя, четвертый вход которого, а также третьи входы первого, второго и третьего циркуляторов подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам сумматора соответственно, выход которого соединен с общей антенной, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, четырехвходовый делитель выполнен в виде первого, второго, третьего и четвертого идентичных отрезков двухпроводной линии передачи, начала которых являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами четырехвходового делителя, а концы соединены последовательно.