Мостовое устройство сложения мощностей двух генераторов электрических колебаний Советский патент 1993 года по МПК H03H7/48 H01P5/12 

Изобретение относится к области радиотехники, может быть выполнено в коаксиальном или полосковом исполнении и использовано для сложения равных мощностей двух генераторов.

Целью изобретения является расширение полосы рабочих частот.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема заявляемого устройства; на фиг. 2 - схема, поясняющая работу заявляемого устройства.

Мостовое устройство сложения мощностей двух генераторов состоит из четырех плеч 1, 1 , 2., 2 , образованных четвертьволновыми отрезками коаксиальных линий 3-4,

4-5, 6-7, 7-8 соответственно; двух генераторов 9, 10, включенных в диагональ моста в точках4,7; сопротивления нагрузки RH, подключенного к центральным проводникам коаксиальных линий, образующих плечи 1 и 2 в точках 5 и 8, причем центральный проводник коаксиальной линии плеча 1 в точке 5 соединен с экраном коаксиальной линии плеча 2 в точке 11, а центральный проводник коаксиальной линии плеча 2 в точке 8 соединен с экраном коаксиальной линии плеча 1 в точке 12; балластной нагрузки, состоящей из параллельно соединенных активного Re и реактивного Хб балластных сопротивлений, одним концом подключенных

ел ел

N ел

в точках 3 и 6 к центральным проводникам коаксиальных линий, образующих плечи 1 и 2 соответственно, а другим концом к соединенным между собой экранам коаксиальных линий, образующих плечи 1 и 2; экраны, коаксиальных линий, образующих плечи 1,1 ;2,2 , соединены между собой в точках 13 и 14.

Данное устройство работает следующим образом. При противофазном возбуждении генераторов 9 и 10 .их мощность выделяется в сопротивлении нагрузки RH, так как их точки И и 12, текущие по центральным проводникам коаксиальных линий, образующих плечи 1 и 2, равны и проходят через сопротивление нагрузки RH в одном направлении.

Токи з и и, текущие по центральным проводникам коаксиальных линий, образующих плечи 1 и 2, равны и проходят через балластное сопротивление, образованное параллельно соединенными Re и Хб в противоположном направлении, поэтому мощность генераторов в балластном сопротивлении не выделяется.

При синфазном возбуждении генераторов 9 и 10 токи з и Ц проходят через балластное сопротивление в одном направлении, поэтому мощность генераторов выделяется, в нем. Через сопротивление нагрузки RH токи И и 2 проходят в противоположном направлении, поэтому мощность в нем не выделяется.

При противофазном возбуждении параллельно точкам подключения генераторов 4, 7 подключен короткозамкнутый четвертьволновый шлейф, образованный соединенными между собой в точках 3, 6 центральными проводниками коаксиальных линий, образующих плечи 1, 2. Сопротивление шлейфа, подключенное параллельно точкам подключения каждого генератора, равно

Xmi iWitg(5 x)

я

Поскольку в точках 5, 11, 8, 12 центральные проводники и экраны противоположных коаксиальных «линий попарно соединены, то при синфазном возбуждении генераторов 9, 10 отрезки коаксиальных линий 1 , 2 представляют собой короткозамк- нутые четвертьволновые отрезки.

Таким образом при синфазном возбуждении параллельно точкам подключения генераторов 4, 7 также подключено сопротивление шлейфа

ХШ2 ХШ1 I Wi tg (

Л

т)

В формулах (1), (2) приняты следующие обозначения:

Wi - волновое сопротивление коаксиальных линий, образующих плечи моста; До - длина центральной волны; Я-длина рабочей волны. Из вышеизложенного следует, что при возбуждении генераторов 9, 10 со сдвигом фаз, отличным от 0 или П, в сопротивлении RH выделяется активная мощность только противофазной составляющей суммарного относительно точек 4, .7 напряжения, а в сопротивлении Re выделяется активная мощность только синфазной составляющей указанного напряжения.

Генераторы 9 и 10 полностью развязаны. Это следует из следующих соотношений.

Наружные поверхности экранов коакси- альных линий, образующих плечи 1 и 2 , соединенные в точках 13, 14, образуют короткозамкнутый четвертьволновый шлейф, подключенный в точках 11, 12 параллельно сопротивлению RH. Входное сопротивление этого шлейфа равно

Хн i W2 tg ( J х ) Р)

где А/2 - волновое сопротивление двухпроводной линии, образованной внешними по- верхностями коаксиальных линий, образующих плечи 1,2.

При соблюдении соотношений:

Re

Wi 2

Хц - Хб,

(4)

токи 40И 1з, 12 U

Для токов, текущих по внутренней поверхности экранов данных коаксиальных линий, имеет место аналогичное соотношение:45Н 1з . l2 U (6)

причем .11 -11; 12 -12 ; 1з -1з ; U -М (7) В точку 7, где подключен генератор 10, от генератора 9 приходят два тока: Is и IG.

50 Из соотношений (5) - (7) при соблюдении условия (4) следует, что эти токи равны и противофазны. Следовательно, суммарный ток, протекающий через генератор 10 равен нулю.

55 Аналогичное соотношение имеет место и для токов от генератора 10, протекающих через генератор 9, следовательно, генераторы 9 и 10 при соблюдении условий (4) развязаны на всех частотах.

Для выполнения на всех частотах условия Хи Хб сопротивление Хб целесообразно выполнять в виде коаксиальной четвертьволновой линии с волновым сопротивлением, равным Л/2.

Режим полного согласования имеет место на центральной волне А о, когда

Хш1 Хш2 Хн Хб °°

Таким образом, из описания работы устройства видно, что предлагаемое мостовое устройство сложения мощности обеспечивает достижение поставленной цели, т.е. расширение полосы рабочих частот, что характеризует техническое преимущество предложенного мостового устройства сложения мощностей двух генераторов относительно прототипа.

Формула изобретения Мостовое устройство сложения мощностей двух генераторов электрических колебаний, содержащее первый и второй генераторы, первую и вторую нагрузки, первый - четвертый отрезки двухпроводных ли

ний, причем начала первых и вторых проводников первого и второго отрезков двухпроводной линии подключены соответственно к первому и второму выходам первого генера5 тора, начала первых и вторых проводников третьего и четвертого отрезков двухпроводной линии - соответственно к первому и второму выходам второго генератора, между соединенными между собой концами

10 первых проводников и концами вторых проводников второго и третьего отрезков дву- проводной линии подключена первая нагрузка, между концами первого и второго проводников первого отрезка двухпровод15 ной линии, которые соединены соответственно с концами второго и первого проводников четвертого отрезка двухпроводной линии, подключена вторая нагрузка, отличающееся тем, что, с целью

20 расширения полосы рабочих частот при использовании генераторов с несимметричными выходами, параллельно первой нагрузке подключена реактивная балластная нагрузка, а вторые выходы генераторов

25 соединены между собой.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам сложения равных мощностей двух несимметричных генераторов. Устройство содержит два генератора, две нагрузки, четыре одинаковых отрезка двухпроводной линии, например коаксиальной, причем начала первого и второго проводников, например центрального проводника и оплетки отрезка коаксиального кабеля первого и второго отрезков, подключены параллельно к выходам первого генератора, начала первых и вторых проводников третьего и четвертого отрезков подключены параллельно к выходам второго генератора, концы первого и второго проводников второго и третьего отрезков подключены параллельно первой нагрузке, а концы первого и второго проводников первого отрезка двухпроводной линии, а также соответственно второго и первого проводников четвертого отрезка подключены к второй нагрузке, при этом параллельно первой нагрузке подключены вновь введенная балластная реактивная нагрузка, что позволяет компенсировать реактивность шунтирующего вторую нагрузку шлейфа, образованного короткозамкнутыми вторыми проводниками первого и четвертого отрезков, что имеет место, когда используются генераторы с несимметричными выходами, т.е. с соединенными вторыми выходами, Балластная реактивная нагрузка позволяет расширить диапазон рабочих частот. 2 ил.

Фиг. 1

h м tyaw Ъ

Фив. 2