Коммутатор приемных антенн Советский патент 1981 года по МПК H01P1/10 H04M3/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться на приемных радиоцентрах и в приемных аппаратных подвижных узлов связи. Известен коммутатор приемных антенн, содержащий координатную матрицу, три разветвйтеля мощности СП Однако известный коммутатор имеет сложную конструкцию. Цель изобретения - упрощение коммутатора путем уменьшения количества развётвителей. Поставленная цель достигается тем .что в коммутатор приемных антенн, содержащий координатную матрицу, три разветвйтеля мощности, введень пять групп ключевых элементов, при этом первая группа ключевых элементов, пе вый разветвитель мощности и вторая группа ключевых элементов соединены последовательно, выходы, второй группы ключевых элементов соединены с входами второго и третьего развётвителей мощности и соответствующими выходами третьей группы ключевых элементов, входы которой соединены с соответствующими входами первой груцпы ключевых элементов и подключены к входам координатной матрицы, выходы которой соединены с выходами четвертой и пятой групп ключевых элементов, причем входы четвертой группы ключевых элементов соединены с соответствующими выходами второго и третьего разветвйтеля мощности, а входы пятой группы ключевых элементов подключены к соответствунщим. выходам первого разветвйтеля мощности. На фиг.1 представлена структурнгш схема предлагаемого коммутатора для исходной емкости , антенных вводов на входов приемника на фиг.2 обобщенная схема предлагаемого коммутатора антенн с исходной емкостью nx.m. Коммутатор (фиг.1) содержит антенные вводы 1 () и вводы 2 входов .приемников (), координатную матри цу 3 с коммутационными элементами разветви1;ели 5,6 7 мощности и пять групп 8-11 и 12 ключевых элементов. Коммутатор (фиг.2) содержит антен ные вводы 1, вводы 2 входов приемников, координатную матрицу 3 и коммут ционные 1 3, 14 и 15. Коммутатор работает следующим об разом. Координатная матрица 3 имеет емкость и с помощью коммутацио ных элементов 4 обеспечивает подсое-динение к любому i из n(,n) антен Hbix вводов 1 любого одного j из m (,m) входов приемников режим 1x1). Для пострбения схемы необхогдимо Гд коммутационных эле:ментов (кпюче Антенные вводы 1 и вводы 2 входов приемников одновременно подключены через группы 1О и II ключевых элементов соответственно ко входам и выходам () разветвителей 6 и 7 с кратностью , . Группы 10 и 11 и разветвители 6 и 7 образую схему 16, обеспечивающую подключение к iTK 6ot€y из антенных вводов 1 одно)временно двух (q ) входов прием ников. Дпя построения такой схеьы необходимо S,, 2 разветвителя 1x2 и г 5 (п«1)- S, (lxm)S (n«m) 2() 6 коммутационных элементов (ключей). Антенные вводы 1 и вводы 2 входов приемников одновременйо подключены через группы 8 и 12 ключевых элеменгов соответственно ко входу и выходу () разветвителя 5 с кратностью , 1xq,,1x2. Выходы разветвителя подключены также через группу 9 ключевых элементов ко входам разветвителей 6 и 7. Группы 8,12 и 9 и разве витель 5 образуют схему 17 и совмест но со схемой 16 образуют схему, обес печивающую подключение к любому из антенных вводов 1 одновременно до всех четырех (q, q, входов приемни ков. Дпя построения схемы 17 необходимо , Г 1 разветвитель 1x2 и га Sfit(nx1)-Sa(1xS, )+ (2Sg,x1) + (1xm) S2(n«Si-«-2) коммутационных элементов (ключей). . Схема работает следующим образом Любой j из m вводов 2 входов приемников (,m) с помощью коммутационных элементов 4 координатной матрицы 3.может быть подключен к любому i из п антенных вводов 1 () непосредственно без разветвителей, без внесения в тракт передачи сигнала рабочего затухания, . Коммутационная матрица 3 обеспечивает подключение только в режиме 1x1, так как занятые соединения блокируются. Если к какому-либо i из п антенных вводов 1 необходимо одновременно подключить любые два из m входов приемников, то такое подключение осуществляется через схему 16; При этом с помощью группы 11 ключевых элементов обеспечивается подключение в любой комбинации пар входов 2 при емников к выходам разветвителей 6 и 7, а входы этих разветвителей с помощью группы 10 ключевых элементов подключаются к любому из антенных вводов 1 в режиме на любой один антенный ввод не более двух любых входов приемников. Вносимое в тракт передачи сигналов рабочее затухание Ц при этом составляет b ЗдБ. Если к какому-либо i из п антенных вводов 1 необходимо одновременно подключить любые три или все четыре входа приемника, то дополнительно к схеме 16 в действие вводится схема 7. При подключении третьего входа приемника к одному антенному вводу, он подключается к выходу разветвителя 5 через группу 12 ключевых элементов, а два предыдущих входа приемника пбдюпючаются к выходу этого разветвителя 5 через группу 9 ключевых элементов с одного из входов разветвителей 6 и 7. Вход разветвителя 5 через группу 8 ключевых элементов подключается к любому I из п антенных вводов 1. Таким образом обеспечивается режим коммутации: три любых входа приемника к любому антенному вводу 1. По двум из входов приемников в тракт вносится затухание двух каскадно включенных разветвителей 6 и 5 и общее затухание составляет величину дБ; по третьему входу приемника затухание вносится лишь разветвителем 5 н составляет величину bj 3 дБ. Подключение всех четырех входов приемников к любому из антенных вводов 1 осуществляется по тракту: группа 11 кл|Ьчевых элементов, разветвители 6,7, группа 9, разветвитель 5, группа 8. Вносимое затухание составляет дБ.

Таким образом, -коммутатор приемных антенн выполняет по коммутации входов приемников к антенным вводам те же 5 функции, что и известное устройство. Но при этом в предлагаемой схеме задействовано всего разветвителя, тогда как в известном , емкость координатной матрицы сохраня- ю ется минимальной , задействуется r «Г2 16+16+12 38 ключей вместо |ф 64 в известном. В тракт передачи сигнала предлагаемый коммутатор приемных антенн вносит рабочее 15 затухание пропорционально складывающейся занятости - антенный ввод х вход приемника: в режиме 1x1, Ь,ОДБ, в режиме 1x2, Ь,ЗдБ, в режиме 1x3, 3-6дБ5 в режиме 1x4, bf. tv И) 6 дБ, тогда как известное устройст- во вносит рабочее затухание, равное максимальной занятости Ьф 6дБ.

Обобщенная схема предлагаемого коммутатора приемных антенн содержит аи- И тенные вводы 1 и вводь 2 входов приемников, их число соответственно равно п и т. Антенные вводы .1 и вводы 2 входов приемников подключены соответственно к антенным и приемным шн- 30 нам координатной матрицы 3 -f. коммутационными элементами, работающими в режиме ключа с блокировкой занятых соединений. Координатная матрица 3 имеет емкость nxm и с помощью комму- 35 тационных элементов обеспечивает режим 1x1, т.е. на один любой из п (,n) антенный ввод 1 не более, чем один любой j из m (,m) вход .приемника. Координатная матрица 3 не содержит разветвителей (SjO) требует для своего построения t nm коммутационных элементов и не вносит в тракт передачи сигнала затухания (Ьо 0).45

К антенным вводам 1 и вводам 2 приемников одновременно с координатной матрицей .3 подключена коммутационная схема 13, обеспечивающая режим 1x2,т.е. подключение к любому i из п 50 (,п) антенных вводов 1 одновременно двух (q 2) из m входов приемников в любом сочетании. Схема 13 содержит разветвители в количестве 5, (нечетное значение m 55 увеличивается до четного), коммутационные элементы для подключения входов разветвителей 5 к антенным

вводам 1 в количестве г 5 (пх1) S, п J коммутационные элементы для подключения входов разветвителей S к антенным вводам 1 в количестве S (lxm)S т, обеспечивакищм любые их парные сочетания по выходам разветвителей. Общие коммутационные затраты этой схемы I3 составляют г rj -f г S (n+m) коммутационных элементов. Схема вносит в тракт передачи сигнала затухание, определяемое одним каскадом разветвителей и равное Ь ЗдБ.

Для обеспечения режимов 1x3 или 1x4 к антенным вводам 1приемника и ко входам разветвителей схемы 13 подключается схема 14. Схема 14 содержит разветвители в количестве (речетное значение S увеличивается до четного), коммутационные элементы для подключения входов разветвителей SQ, к антенным вводам 1 в количестве rj. 5, (nxl) S n, коммутационные элементы для подключения выходов разветвителей ко входам разветвителей S, схемы 13 в

ч -5, (IxS) $2.S, комн

количестве г. мутационные элементы для подключения выходов разветвителей S ко входам приемников (режим 1x3) в количестве (2$„х1) + (ixm) 25, m.

,41 Общие коммутационные затраты этой cxeNM 14 составляют г а, i+ fa S,jn +5д5,+2S, m $5 ()+ m . Схема вносит в тракт передачи сигнала затухание, определяемое каскадами разветвителей схем 13 и 14 и составляет Ь, + Ь,, 6дБ в режиме 1 х4 по двум входам приемникбв в режиме 1x3, а по третьему входу приемника b,j ЗдБ.

Для обеспечения режимов (1х5)-0х8)на один антенный ввод от 5 до 8-входов приемников одновременно к антенным вводам 1 входов приемников и ко входам разветвителей схемы-14 подключается схема 15. Схема 15содержит разветвители Ixq, lx2 в количестве (нечетное значение Sj увеличивается до четного} , коммутационные элементы для подключения входов разветвителей Sjj к антеннь1м вводам -1 в коли S (nxl)

честве г

коммутационные- элементы для подключения выходов разветвителей Se, ко входам разветвителей З схемы 14 в количестве rj ST, (1xS,j)S2,Si, коммутационные элементы для подключения выходов разветвителей 5 ко входам приемников (.режимы 8 1x5,1x6,1x7) в количестве r;()4.(lxm)2S.m. Общие коммутационные затраты этой схемы 15 составляют г- г 4-rJ - J л - i Ч Sj m S,{n%% 2).Схема вносит в тракт передачи сигнала затухание, определяемое каскадами коммутационных схем 13,14 и 15 и сос тавляет в засивимости от режима (1x5) -(1x8) по разным входам приемников от bj 9дБ до bg,4 b 6дБ. Если схема коммутации должна обеспечить режимы на один антенный ввод 1 болчьше, чем восемь-входов приемников, то по аналогичной методике ввод схемы коммутации, обеспечивающие тре буемый режим. Предпагаемая схема (фиг.2) работа ет следующим образом. Режим Ix (на один антенный ввод один вход приемника) обеспечивается коммутационными элемейтами координатной матриЩ) 3 емкостью пх т. Режим 1x2 обеспечивается коммутационными элементами и разветвителями 1x3 и 1x4 обеспечиваются коммутационными элемен тами и разветвителями схем 13 и 14. Режимы (1x5) -(1x8) обеспечиваются коммутационными элементами и разветвителями схем 13,14 и 15 и т.д. Каждый вид режимов многократного использования антенн обеспечивается коммутационными элементами и разветвителями взаимодействующих схем коммутации Таким образом, предлагаемый коммутатор приемных антенн выполняет те же коммутационные фзгакции, что и известный. При этом в предлагаемой схеs sse mlме задействуется 2 (где к fcog,j m) разветвителей, то е-ч да как в известном Очевидно, что для обычной емкости коммутаторов, когда пи m одного порядка, а ,2, всегда 5д S, т.е. требует большого числа развет- вителей. Сохраняется минимальной (nxm) емкость координатной матрицы. Для построения предлагаемой схемы необходимо г,ц коммутационных элементо W « )|,)/ 8 для построения известного устройства nm требуется Гф nm коммутационных элементов, можно показать, что т.е. известное устройство требует больших коммутационных затрат. Наконец, затуханиеJ вносимое в тракт передачи сигнала известным устройством не зависит от складывающейся занятости антенного ввода входами приемников и определяется наибольшей возможной занятостью, т.е. максимально возможное, тогда как в предлагаемом устройстве вносимое затухание минимально и определяется фактически складывающейся занятостью антенного ввода входами приемников. Формула изобретения Коммутатор приемных антенн, содержащий координатную матрицу, три разветвителя мощности, отличающийся тем, что, с целью упрощения коммутатора путем уменьшения количества разветвителей, введены пять групп ключевых элементов, при этом первая группа ключевых элементов, первый разветвитель мощности и вторая группа ключевых элементов соединены последовательно, выходы второй группы ключевых элементов соединены с входами второго и третьего разветвителей мощности и соответствующими выходами третьей группы ключевых элементов, входы которой соединены с соответствующими входами первой группы ключевых элементов и подключены к входам координатной матрихда, выходы которой соединены с выходами четвертой и пятой групп ключевьгх элементов, причем входы четвертой группы ключевых элементов соединены, с соответствующими выходами второго и третьего разветвителя мощности, а входы пятой группы ключевых элементов подключены к соответствующим вхо-. дам первого разветвителя мощности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 484801, кл. Н 01Р 1/10, 1973 (прототип) .

/5

«

1 .