Многоканальный усилитель с контролем синфазности сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R27/28 

(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С КОНТРОЛЕМ СИНФАЗНОСТИ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах с суммированием выходных мощностей усилительных каналов.

Известен амплитронный усилитель с конт- 5 ролем «фазовой длины, содержащий ответвители, ответвляющие контрольные сигналы из каждого канала, аттенюаторы, устанавливающие одинаковый уровень их мощности, фазовращатели, обеспечивающие поворот фазы между измеряемыми сигналами на ±90°, многоканальный сумматор и индикатор, при этом контрольная цепь канала, принятого на опорный, содержит градуированный фазовращатель. Контроль синфазности каналов этого усилителя производит- is ся путем сравнения показаний индикатора при двух значениях дополнительного фазового сдвига между опорным и измеряемым сигналами, равных +90° и -90°, а отсчет величины угла ведется по градуированному фазовращателю 1.

Недостатком такого устройства является большой объем аппаратуры и неудобство мссплуатации.

Известен также многоканальный усилитель с контролем синфазности каналов, содержащий п-канальный делитель, п усилительных каналов, каждый из которых состоит из усилителя с направленным ответвителем на выходе, причем входы усилителей соединены с выходами п-канального делителя, п юстировочных фазовращателей, выходы которых соединены с входами многоканального сумматора, а входы - с ответвляющими выходами направленных ответвителей, детекторную секцию, включенную на выходе многоканального сумматора, и индикатор 2.

В этом усилителе контроль синфазности каналов осуществляется по максимуму суммарной мощности каждого контролируемого канала и канала, принятого за опорный.

Однако такой метод контроля не обеспечивает необходимую точность синфазной настройки каналов.

Цель изобретения - повышение точности контроля синфазной настройки усилительных каналов на частоте настройки.

С этой целью в многоканальный усилитель, содержащий п-канальный делитель, п усилительных каналов, каждый из которых состоит из узла отключения канала, усилителя и направленного ответвителя на выходе, причем входы усилителей соединены с выходами п-канального делителя, п юстировочных фазовращателей, выходы которых соединены с входами многоканального сумматора, а входы п-1 юстировочных фазовращателей соединены с ответвляющими выходами направленных ответвителей, детекторную секцию, включенную на выходе многоканального сумматора, измеритель мощности, включенный на выходе детекторной секции, блок управления, подключенный к узлам отключения каналов и блоку вычислителя, содержащему вычислитель, преобразователи аналог - код и код - аналог и индикатор, между ответвляющим выходом ответвителя и входом юстировочного фазовращателя п-го канала включен управляемый фазовращатель, к входу управления которого подключен генератор гармонических колебаний, вход которого подключен к блоку управления, при этом между выходом детекторной секции и вторым входом блока вычислителя включена цепочка из последовательно соединенных пропускающего фильтра, настроенного на частоту генератора гармонических колебаний и пикового детектора, между выходом детекторной секции и первым входом блока вычислителя включен пиковый детектор, а между выходом детекторной секции и третьим входом блока вычислителя включена цепочка из последовательно соединенных пропускающего фильтра, настроенного на удвоенную частоту генератора гармонических колебаний, и пикового детектора.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного многоканального усилителя с контролем синфазности каналов - графическая зависимость; на фиг. 2 при этом кривая 1 - зависимость суммарной мощности двух усилительных каналов R. от величины угла фазового рассогласования между ними epj,, кривая 2 - зависимость угла фазового рассогласования между каналами (вызванного управляемым фазовращателем) f от времени t, кривая 3 - зависимость суммарной мощности на выходе детекторной секции PS при включенном генераторе гармонических колебаний и «f О от времени t; на фиг. 3 - графическая зависимость, при этом кривая 1 - зависимость суммарной мощности двух усилительных каналов Pj от величины угла фазового рассогласования между ними fg, кривая 2 - зависимость угла фазового рассогласования между каналами (вызванного управляемым фазовращателем) «f от времени t, кривая 3 - зависимость суммарной мощности на выходе детекторной секции PS при включенном генераторе гармонических колебаний и f 8° от времени 1.

Усилитель содержит п-канальный делитель 1, усилительные каналы 2-п, каждый из

которых состоит из узла 3 отключения канала, усилителя 4 с направленным ответвителем 5 на выходе, генератор 6 гармонических кол(;баний, подключенный к входу управляемого фазовращателя 7, включенного между Е.ЫХОДОМ ответвителя 5 2-п-го канала и юстировочным фазовращателем 8, входы ост :льных юстировочных фязовращателей 8 подключены к выходам соответствующих отв« твителей 5, а выходы юстировочных фазовра1дателей подключены к входу сумматора 9, на выходе которого включена детекторная секция 10, блок 11 управления, выходы которого соединены с входами узлов 3 отключения каналов и с входами генератора 6, на выходе детекторной секции 10 включены измеритель 12 мощности, фильтр

13первой гармоники, фильтр 14 второй гармоники и пиковый детектор 15, а к выходам фильтров первой 13 и второй 14 гармоник подключены пиковые детекторы 16 и 17. Выходы пиковых детекторов подключены к входам блока 18 вычислителя, содержащего преобразователь 19 аналог - код, вычислитель 20, преобразователь 21 код - аналог, и индикатор 22, а выход блока 18 вычислителя подключен к блоку 11 управления.

Многоканальный усилитель работает следующим образом.

ВЧ-сигнал, поступающий с задающего генератора, разветвляется п-канальным делителем 1 и поступает на усилительные каналы 2, где усиливается усилителями 4. Далее части усиленных сигналов ответвляются ответвит€:лями 5 в п-1 каналах через юстировочные фазовращатели 8, а в п-ом канале через последовательно соединенные управляемый 7 и юстироочиый 8 фазовращатели подаются на соответствующие входы многоканального сумматора 9, детектируется детекторной секцией 10 и, разветвляясь по четырем параллельным цепям, поступают на измеритель 12 мощности и три входа блока 18 Е.ычислителя: на вход А блока 18 вычислителя через пиковый детектор 15, на вход 6 - через последовательно соединенные пропускающий фильтр 13 и пиковый детектор 16, на вход В - через последовательно соединенные пропускающий фильтр

14и пиковый детектор 17. Аналоговые сигналы, поступившие на входы А, Б и В блока 18 вычислителя, поступают на преобразователь 19 аналог - код, откуда по команде из блока 11 управления они уже в виде кодов поступают в вычислитель 20. Результаты вычислений с выхода вычислителя 20 поступают на лреобразователь 21 код - аналог, с выхода которого уже в аналоговой форме подаются в индикатор 22. Результаты вычисления блоком 18 вычислителя величины %, поступают на индикатор 22.

Внача/:е при помощи блока 11 управления включается опорный и контролируемый каналы и при отключенном генераторе 6 гарионических колебаний производится контроль синфазцости и грубая настройка (при помощи встроенных в усилитель органов) каналов в одной частотной точке по макымуму суммарной мощности в соответствии с формулой по измерителю 12 мощности. Затем по команде с блока 11 управления включается генератор 6 гармонических колебаний и производится определение и индикация «То Аналогичные операции проделываются со всеми контролируемыми каналами. Использование новых элементов - пропускающих фильтров 13 и 14, пиковых детекторов 15-17, управляемого фазовращателя 7 и генератора 6 гармонических колебаний выгодно отличает предлагаемый многоканальный усилитель от известных. Благодаря введению этих элементов повышается точность контроля синфазности каналов в одной частотной точке, точность измерения величины угла фазового рассогласования между каналами в диапазоне частот и, еле довательно, точность синфазной настройки каналов. Последнее улучшает энергетические характеристики усилителя (повышает его промышленный КПД) и в случае применения такого усилителя в ФАР улучшает диаграмму антенной решетки. Кроме того, в предлагаемом усилителе упрощаются процессы контроля синфазности каналов в одной частотной точке, измерения степени фазового рассогласования каналов в диапазоне частот, запись фазочастотных характеристик каналов, что сниж-ает трудоемкость настройки каналов и эксплуатации усилителя. Формула изобретения 1. Многоканальный усилитель с контролем синфазности сигналов, содержащий пканальный делитель, п усилительных каналов, каждый из которых состоит из узла отключения канала и усилителя с направленным ответвителем на его выходе, причем входы усилительных каналов соединены с выходами п-канального делителя, п юстировочных фазовращателей, выходы которых соединены с входами многоканального сумматора, а входы п-1 юстировочных фазовращателей соединены с ответвляющими выходами направленных ответвителей, детекторную секцию, включенную на выходе многоканального сумматора, измеритель мощности, включенный на выходе детекторной секции, блок управления, подключенный к узлам отключений каналов и блоку вычислителя, содержащему вычислитель с преобразователями аналог - код и код - аналог соответственно на входе и выходе вычислителя и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля синфазной настройки усилительных каналов на частоте настройки, между ответвляющим выходом ответвителя и входом юстировочного фазовращателя п-го канала включен управляемый фазовращатель, к входу управления которого подключен генератор гармонических колебаний, вход которого подключен к блоку управления, при этом между выходом детекторной секции и вторым входом блока вычислителя включена цепочка из последовательно соединенных пропускающего фильтра, настроенного на частоту генератора гармонических колебаний и пикового детектора, между выходом детекторной секции и первым входом блока вычислителя включен пиковый детектор, а между выходом детекторной секции и третьим входом блока вычислителя включена цепочка из последовательно соединенных пропускающего фильтра, настроенного на удвоенную частоту генератора гармонических колебаний, и пикового детектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Быстрицкий Н. П. Магнитронные усилители. М., «Советское радио, 1966, с. 41 - 43. 2.Microwaves. V. 18, 1974, № 7, July, p. 38.

г

.

I.

r

i-m-I

Ii

1

/-/

/--/

j

n

д

S

//

I

I //

I// /г.

4

//

II

/

//

ffjfff ff

ff

г/г./