Устройство сложения мощностей генераторов электрических колебаний Советский патент 1980 года по МПК H03H7/48 

I

I Изобретение относится к рациотехийкЭ и может использоваться для сложения мощностей трех генераторов электрических колебаний в широкой полосе НЧч-, ВЧ- и СВЧ-диапааонов.

Известно устройство сложения мощностей генераторов электрических колебаний, содержащее первый,-второй и третий гене раторы, резисторы, первую и вторую пяти- проводные линии, причем концы первого, второго, третьего и четвертого проводников первой пятипроводной линии соединены соответственно с началами первого, второго, третьего и четвертого проводников второй пятипроводной линии, начало пятого проводника первой пятипроводной линии соединено с концом пятого проводника второй пятипроводной линии и .

Однако данное устройство имеет уэкую рабочую полосу частот и низкий. КПД Цель изобретения - расширение рабочей полосы частот складываемых колебаний и повышение КПД.

Для этого в устройство сложення мощностей генераторов электрических колебаний, содержащее первый, второй и третий генераторы, резисторы, первую и вторую пятипроводные линии, причем концы первого, второго, третьего и четвертого проводников первой пятипроводной линии соединены соответственно с началами первого, второго, третьего и четвертого проводников второй пятипро- водной линии, начало пятого проводника первой пятипроводной линии соединено с концом пятого проводника второй пятипроводной линии, первый генератор подключен между началом первого проводника первой пятипроводной линии и концом второго проводника второй пятипроводной линии, второй генератор подключен между началом второго проводника первой пятипроводной линии и концом первого проводника второй пятипроводной линии, третий генератор подключен между концом четвертого н концом треть-, его проводников первой пятипроводной

3

линии, между концом черного кроподпп- Кй и концом E тotюr-o провоапикп первой пятйпроводной линии подключен первый резистор, между началом третьего провоника первой пятйпроводной линии и концом четвертого проводника второй пяти-

; проводной линии подключен второй резистор, а между началом четвертого проводника первой пятипроводной линки

: и концом третьего проводника второй

-пятйпроводной линии подключен третий резистор. В каждой из двух пятипровоцных. линий проводники с первого по чет вертый выполнены в виде внутренних проводников отрезков коаксиальных линий, внешние проводники которых соединены по всей длине и образуют пя1Ъ1й

проводник.

На чертеже изображена структурная

: электрическая схема предложенного уст: ройства.

, Устройство сложения мощностей генераторов электрических колебаний содержит генераторы 1, 2, 3, резисторы 4, 5, 6, 7, 8, 9 и проводники 10, 11,

; 12, 13, 14, 15, 16, 17.

Устройство работает следующим образом.

Ток от генератора 3 с внутренним сопротивлением резистора 7 поступае:т в резисторы 5 и 6, а затем через про- Вгодники 13, 14 возвращается к друго му зажиму генератора 3. Если все проводники Ю - 17 имеют равные числа витков, а величины сопротивлений резис торов 5 и 6 одинаковы и составляют F, тогда и ток от генератора 3 делится ка два равных по,величине тока, nocTynasoщих. соответственно в проводники 12 и 15, проходящих далее через резисторы 5 и 6 и далее возвращающихся по проводникам 13 и 14. При этом в разнсшолярные зажимы проводников 12 и 15, 13 и 14 поступают равные по амплитуде и синфазные токи, в силу чего обуслоленные ими магнитные поля взаимно компенсируются. Поэтому в проводниках 10 17, 11 и 16 не индуктируются ЭДС, и

,токи в них равны нулю, Соответстзен:но равны нулю тчэк в резисторе 4 и ток через 0ХОДЫ для генераторов 1 и 2, на груженные на любые резисторы.

Таким образом генератор 3 развязан

с каждым из генераторов 1 и 2, и

мощнсють не поступает в резистор 4, а делится поровну между резисторами 5 и 6. Если сопротивление резистора 7

составляет Р/2, то генератор 3 согла-сован, а нопряхение на реаисто и.1х Г и в равно и .

Если замкн5ть накоротко генератор 3 и резистор 7, то не поступают токи ни от генератора 1 и ни от генератора получается мостовая схема, в которой генераторы 1 и 2 развязаны между собой; если величина резистора 4 равна Р/2, т. е. .половине величины сопротивления каждого из резисторов 5 и 6, токи в резисторе 4 взаимно компенсируются, и вся суммарная мощность этих генераторов делится поровну между резисторами 5 д 6. Поскольку величина нагрузки каждо -о из генераторов 1 и 2 равна Р, то они согласованы. Напряжение на резисторах 5 и. 6 будут равными И с положительными и отрицательныыи потенциалами nt- зажимах проводников 12 и 15 соответственно.

В результате совместного действия генераторов 1, 2, 3 напряжения на резисторе 5 сумь ируются, давая 2И, а в резисторе 6 взаимно компенсируются.

Таким образом в устройстве на одном магнитопрозоде мощность трех взаимно развязанн лх генераторов 1, 2, 3 выделяется в резисторе 5. Поскольку все генераторы 1, 2, 3 имеют равные ЭДС 2И, а резистор 7 составляет половину от величины сопротивлений резисторов 8, 9, то мощность генератора 3 оказывается больше мощности каждого из генераторов 1 и 2. Если снизить вдвое мощность генератора 3, т, е, суммировать равные мощности трех взаимно развязанных 1 енераторов 1, 2 и 3, то в резисторе 5 выделится 97% этой суммы и лишь 3% поступает в резистор 6, :тo вполне допустимо.

Линий из пр()воднк.ка 10 и 17, 11 и 16, 12 и 15, и 14 нэ являются согласованными и поэтому емкости между проводниками 10 - 17 и их собст-венные индуктивности выступают как межобмоточные емкости и индуктивности рассеяния трансформаторов, что соответ ственно приводит к ухудшению характе ристик в области верхних частот. Для того чтобы образовать согласованные линии необходимо охватить каждый из проводников 1О - 17 внешним коаксиальным проводником. Эти же внешние коаксиальные п эовоавики не влинют на режим работы устройства в области нижних частот. Колебания от геиерятгра 3 делятся меясду коаксиальными лтияр/ с внутренними прояоаниками 1 2 и :(3 5,6 и одновременно между пятипроподными линиями с проводниками 14 и 15. Волновые сопротивления каждой пятипроводной линий устройства равно Р/2. В таком случае колебания, поступающие от генератора 3, встречают сопротивление Р/2, образуемое параллельным соединением двух пар лоследовательно включенных пятипровоаных линий, и начинают распространяться по ним без отраже ния. При этом 1л каждой пятипроводной линии распространяется волна напряжения амплитудой И/2 с положительным потенциалом на внутренних проводниках 12 и 15 и отрицательным - на 13 и 14 по отношению к внутренним поверхностям внешних проводников соответствующих пятипроводных линий. Поскольку сопротивление резисторов 5 и 6 равны Р, то в них поступят без отражения равные колебания амплитуды И. Колебания от генератора 1 поступают без отражения на последовательно соединенные пятипроводные линии с внутренними проводниками 10 и 16, а от генератора 2 - на последовательно соединенные пятипроводные линии с проводниками 11 и 17. При этом волна напряжения на каждой пятипровоцной линии составит И/2, и потенциалы положительны на про водниках 1О и 11 и отрицательны на проводниках 16 и 17. Дойдя до конца пятипроводных линий, колебания не создают напряжения на резисторе 4 и на заж мах генератора 3, которые можно считать короткозамкнутыми, и поступают на проводники 12, 13, 14 и 15, того же волнового сопротивления без отраже НИИ. Дойдя- до резисторов 5 и 6, они в первом из них синфазно сложатся там с напряжением от генератора 3, а во втором -взаимно компенсируются с напряжением от генератора 3. В предложенном устройстве генерато ры 1, 2, 3 полностью развязаны, вне зависимости от равной электрической длины всех проводников 10 - 17, т. е. от частоты колебаний. Устройство сложения мощностей элек рических колебаний имеет повышенный КПД, расширенную полосу частот и упро щенную конструкцию. 1. Формула изобретения 1. Устройство сложения мощностей генераторов электрических колебаний, содержащее первый, второй и третий генераторы, резисторы, первую и вторую пятипроводные линия, причем концы первого, второго, третьего и четвертого проводников первой пятипроводной линии соединены соответственно с началами первого, второго, третьего и четвертого проводников второй пятипроводной линии, начало пятого проводника первой пятипроводной линии соединено с концом пятого проводника второй пятипроводной линии, отличающееся тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот складьгоаемых колебаний и повышения КПД первый генератор подключен между началом первого проводника пер- вой пятипроводной линии и концом второго проводника второй пятипроводной ли- нии, второй генератор подключен между началом второго проводника первой пяти- проводной линия и концом первого проводника второй пятипроводной линии, третий генератор пошсдючен между концом четвертого я концом третьего проводников первой пятипроводной линии, между концом первого проводника и концом второго проводника первой пятипро- водной линии подключен первый резистор, между началом третьего проводника первой пятипрозодной линия и концом четвертого проводника второй пятипроводной линии подключен второй резистор, а между началом четвертого Проводника первой пятипроводной линии и концом третьего проводника второй пятипровод- ной линии пощшючен третий резистор. 2. Устройство сложения мощностей генераторов электрических колебаний по п. 1, отличающееся тем, что в каждой из двух пятипроводных линяй проводники с первого по четвертый выполнены в виде внутренних проводников отрезков коаксиальных линий, внешние проводники которых соединены по всей длине и образуют пятый проводник. Источники информация, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 527008, ют. Н 03 Н 7/48 17.06.74.

Эto п

П IS