Управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов

Управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УПРАВЛЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ МОЩНОСТЕЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее источников высокочастотных сигнало цепочку из М управляемых элементов сложения, первый i-ro управляемого элемента сложения, где ,2...(М-1), соединен через (i+l)-ый управляемый фазовращатель с первым входом (i+l)-ro управляемого элемента сложения, вторые вьЬсоды управляемых элементов сложе ния соединены с балластными резисторами , входы каждого управляемого элемента сложения соединены с вхо СА: 00 ж дами соответствующего измерителя разности фаз, выход которого соединен с управляющим входом соответствующего фазовращателя, и блок управления, выходы которого соединены соответственно со входами управления источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сложения, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены N-M-1 неуправляемых элементов сложения, образующих М блоков попарного сложения, содержащих (N-1) входов, к каждому из которых подключен соответствующий источник высокочастотных сигналов, а выход )-го блока попарного еложенин , где 1,2....М, содержащего

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) 3(51) Н 03 Н 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

;с с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИБ ::; .. : :

Ф, а:.

МФ"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3493234/18-09 (22) 27.09.82 (46) 15.02.84. Вюл. Р 6 (72) M.È.Çoðoòîâîâ, В.В.Макаров, А.Г.Онышко и В.П.Постюшков (53) 621.316.728(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 566283, кл. Н 01 Р 5/12, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 936386, кл. Н 03 Н 7/48, 1982 (54) (57) УПРАВЛЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ МОЩНОСТЕЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее N=2 -1 источников высокочастотных сигналов, цепочку из М управляемых элемен— тов сложения, первый выход i-го управляемого элемента сложения, где i=1,2...(М-1), соединен через (i+1)-ый управляемый фазовращатель с первым входом (i +1)-ro управляемого элемента сложения, вторые выходы управляемых элементов сложения соединены с балластными резисторами, входы каждого управляемого элемента сложения соединены с входами соответствующего измерителя разности фаз, выход которого соединен с управляющим входом соответствующего Фазовращателя, и блок управления, выходы которого соединены соответственно со входами управления источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сложения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены N-М-1 неуправляемых элементов сложения, образующих М блоков попарного сложения, содержащих (N-1) входов, к каждому из которых подключен соответствующий источник высокочастотных сигналов, а выход )-го блока попарного сло- су

Я жения, где j=l,2....М, содержащего (2.1-1) неуправляемых элементов сложения, подключен к второму входу

j-ro управляемого элемента сложения, а первый источник высокочастотных сигналов через первый управляемый Я фазовращатель подключен к первому входу первого управляемого элемента сложения.

1073880

Наиболее близким к изобретению м по техническому решению является управляемое устройство для сло- д жения мОщностей высокочастотных сигналов, содержащее N=2 А "-1 исМ 1 точников высокочастотных сигналов, цепочку из М управляемых элементов сложения, .первый выход 1-го управляемого элемента сложения, где (1,2.....(М-1), соединен через (1+1)-ый управляемый фазовращатель с первым входом (+1)-ro управляемого элемента сложения, вторые выходы которых соединены с балластными резисторами, входы каждого управляемого элемента сложения соединены с входами соответствующего д измерителя разности фаз, выход которого соединен с управляющим входом соответствующего управляемо- 35 го фазовращателя, и блок управ- ления, выходы которого соединены соответственно со входами управления источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сло- . 40 жения Г23.

Ступенчатое регулирОвание выходной мощности в таком устройстве осуществляется путем отключения неиспользуемых источников СВЧ сиг- 45 налов и обеспечения такого режима работы управляемых элементов сложения, при котором осуществляется полное сложение мощностей оставшихся источников на выходе устройства.

Недостатком этого устройства является большое число управляемых элементов сложения (всего лишь на единицу меньше числа источников складываемых сигналов), которые являются сравнительно сложными

55 устройствами. Поскольку в таком управляемом устройстве сложения мощностей N генераторов потери мощности СВЧ сигнала определяются в основном потерями в управляемых эле- 60 ментах сложения, то с увеличением числа генераторов складываемых сигналов потери резко возрастают.

Цель изобретения — повышение

КПД.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для сложения мощностей высокочастотных сигналов,. в том числе и в диапазоне СВЧ.

Известно устройство для сложения мощностей СВЧ сигналов, содержащее суммирующие элементы, выполненные в виде поляризационных тройников, датчик, соединенный с регулирующим элементом, управляемые поляризаторы (11.

Недостатком этого устройства является уменьшение КПД при увеличении числа отключенных генераторов.

Цель достигается тем, что в управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов, содержащее N=2 "-1 источников высокочастотных сигналов, цепочку из М управляемых элементов . сложения, первый выход 1 -го управляемого элемента сложения, где

i= 1,2....(М-1),. соединен через ((+1) -ый управляемый фаэовращатель с первым входом (i+1)-го управляемого элемента сложения, вторые выходы управляемых элементов сложения соединены с балластными резисторами, входы каждого управляемого элемента сложения соединены с входами соответствующего изерителя разности фаз, выход которого соединен с управляющим вхоом. соответствующего управляемого фазовращателя, и блок управления, выходы которого соединены соответственно со входами управления источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сложе-. ния, введены N-М-1 неуправляемых элементов сложения, образующих М блоков попарного сложения, содержащих (N-1) входов, к каждому из. которых подключен соответствующий источник высокочастотных сигналов, а выход j-ro блока попарного сложения, где j=.1,2....М, соержащего (2) l) неуправляемых элементов сложения, подключен к второму входу j-го управляемого. элемента сложения, а первый источник высокочастотных сигналов через первый управляемый фазовращатель подключен к первому входу первого управляемого элемента сложения.

На чертеже изображена функциональная схема управляемого устрой- ства для сложения мощностей высокочастотных сигналов.

Устройство содержит М источников 1 (усилителей, генераторов) высокочастотных сигналов, М управляемых элементов сложения 2:, балластные резисторы 3, N измерителей 4 разностей фаз сладываемых сигналов, М управляемых фазовращателей 5, блок управления 6, N-М-1 неуправляемых элементов сложения 7. Все источники имеют одинаковую выходную мощность.

Управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов работает следующим образом.

При включенных источниках сигнал мощностью P с выхода источника

11 (например,, усилителя) через управляемый фазовращатель 5, поступает на сигнальный вход 1 управляемого элемента 21 сложения. С выходов источников 1 и 13 высокочастотных сигналов сигналы, каждый

1073880 мощностью Р, поступают соответственно на входы 1 и П неуправляемого элемента 7„ сложения, в котором осуществляется сложение мощностей этих сигналов. С выхода Ш неуправляемого элемента 7„сложения сигнал мощностью 2Р поступает на вход П управляемого элемента. 2 сложения.

Аналогично осуществляется сложение мощностей источников 1 -1„ высокоФ частотных сигналов с помощью неуправ- 10 .ляемых элементов 72, 7 и 7+ сложе- . ния. С выхода Ш .неуправляемого элемента 74 сложения сигнал с суммарной мощностью 2 Р поступает на вход П второго управляемого элемен- f5 та 22 сложения и т.д., на вход П управляемого элемента сложения 2 поступает СВЧ сигнал с помощью 2 Р.

В режиме полной выходной мощности по командам, выдаваемым блоком 6 управления на входы управления источников 11-1„ высокочастотных сигналов, осуществляется включение всех источников. Одновременно на входы управления управляемых эле.меятов 21-2 сложения с соответствующих входов блока б управления подаются команды, в соответствии с которыми каждый управляемый элемент сложения устанавливается в режим

30 сложения мощностей с отношениями на входах, определяемыми их номерами в цепочечной схеме. При этом режим первого управляемого элемента сложения обеспечивает сложение мощностей при отношении P /Р 1= 1/2, так что на выходе Ш первого управляемого элемента 21 сложения и соответственно на входе 1 второго управляемого элемента 22. сложения получается мощность Р „=P > =ЗР. tIo- 40

1 (2 скольку на вход П второго управляемого элемента 22 сложения подает-ся сигнал мощностью 4Р, то второй управляемый элемент сложения по команде управления с блока б пере- 45 водится в режим сложения мощностей при отношении Р /P =3/4. Анало.гичным образом определяется режим любого М-го управляемого элемента сложения, в котором, устанавливается отношение Р /P, =2 - 1/2 . В результате на выходе управляемого устройства для сложения мощностей высокочастотных .сигналов получаетРаВНаа PSblx Р 6 "Р 55 (м i

Синфазность складываемых сигналов на входах 1 и П управляемых элементов 2 сложения обеспечивается с.помощью системы фазирования, включающий измеритель 4 разности фаз и управляемый фазовращатель 5.

При необходимости дискретного регулирования мощности на выхдде устройства, блок управления в соответствии .с заданной программой определяет, какие источники 1 высокочастотных сигналов должны быть включены, и на их входы управления выдает команды включения. Одновременно на все управляемые элементы 2 сложения подаются команды об изменении их режимов сложения.. Те управляемые элементы 2 сложения, на входы П которых сигнал от источников 1 высокочастотных сигна-. лов не подается, устанавливаются в режим прямого пропускания сигнала со входа I на выход Ш. Управляемые элементы 2 сложения, на оба входа которых подаются сигналы, устанав.— ливаются в режим сложения, причем отношения входных мощностей Р.1 /Р р каждого управляемого элемента определяется числом источников, подключаемых к этим входам через предшествующие управляемые и неуправляемые элементы сложения . В этом случае выходная мощность управляемого устройства для сложения мощностей высокочастотных сигналов равна сумме мощностей включенных источников, так как в каждом управляемом элементе сложения обеспечиваются условия согласования и развязки. !

При этом, благодаря предварительному сложению мощностей источников в неуправляемых элементах сложения число управляемых элементов сложения, управляемых фазовращателей, и измерителей разности фаз уменьшается на М-М-l,âñëåäñòâèå чего упрощается конструкция устройства и потери мощности.

Так, например, при построении управляемого элемента сложения на базе двух мостовых звеньев и управляемого фазовращателя потери мощности сигнала в нем составляют Ру b Рмост + >Р лр. Ф»зозР в то время, как в неуправляемом элементе сложения, состоящем из одного мостового звена, эти потери оказываются равными РНЭС - Рмост.

Таким образом, введение неуправ-,. ляемых элементов сложения в предлагаемом устройстве обеспечивает снижение энергетических потерь и упрощение конструкции управляемого устройства сложения мощностей высокочастотных сигналов.

Технико-экономический эффект при этом достигается за счет повышения КПД и упрощения конструкции устройства.

Составитель В.Обровец

Редактор A.Õèì÷óê Техред В.Далекорей Корректор М. Демчик

Заказ 377/53 Тираж 862 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4