13.01.2017
217.015.8249

ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике, в частности к делителям мощности. Устройство содержит входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линий передачи к двум выходным плечам. Между выходными плечами включен балластный развязывающий резистор, выполненный в виде отрезка линии передачи с потерями. К средней точке резистора подключен короткозамкнутый шлейф длиной меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона. Отрезок линии передачи с потерями выполнен неоднородным в форме двух идентичных соприкасающихся кругов. При этом ширина участка сопряжения кругов равна ширине упомянутого короткозамкнутого шлейфа, ширина участков сопряжения балластного развязывающего резистора с четвертьволновыми отрезками линий передачи равна ширине этих отрезков. Участки сопряжения балластного резистора с четвертьволновыми отрезками линий передачи и с короткозамкнутым шлейфом расположены на продолжении прямой линии, соединяющей центры упомянутых кругов. Технические результаты - улучшение развязки между плечами делителя и обеспечение согласования по его входу и выходам. 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти применение в системах активных фазированных антенных решеток, радиопередающих и других устройствах и системах СВЧ.

Известен делитель мощности, содержащий разветвитель, к выходам которого подключены балластные развязывающие резисторы, включенные звездой (Wilkinson E.J. An N-hybrid power divider // IRE Trans, on microwave theory and techniques. 1960. v. MTT-8, N 1. p. 116-118). Эта исходная схема делителя мощности является базовой, поскольку на ее основе предложено большое число вариантов, обеспечивающих достижение более высоких технических характеристик, расширение областей применения устройства и решение других, в том числе и новых, задач. Делитель мощности с двумя выходными плечами и соответственно с двумя четвертьволновыми отрезками линии передачи в разветвителе, между которыми включен балластный развязывающий резистор, широко известен в литературе (см. Малорацкий Л.Г., Явич Л.Г. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях. - М.: Советское радио, 1972. - 232 с).

Известен делитель мощности, содержащий отрезок входной линии передачи, соединенный четвертьволновыми отрезками линий с двумя выходными плечами, между которыми включена балластная нагрузка, отличающийся тем, что с целью расширения рабочей полосы частот и увеличения развязки балластная нагрузка выполнена в виде двух резисторов, между которыми дополнительно включен полуволновый отрезок связанных линий, замкнутых на конце (см. Делитель мощности, авт. свид. СССР №496625, H01P 5/12, БИ №47. 23.04.76).

При работе на большом уровне мощности площади балластных резисторов в пленочном исполнении и, как следствие, их паразитные параметры увеличиваются, что приводит к резкому ухудшению технических характеристик устройства - согласования по входу и выходам, развязки между ними, снижению коэффициента прямой передачи, росту потерь в балластных резисторах, смещению по частоте минимумов КСВН и максимума развязки и др. (см. К.Я. Аубакиров, В.И. Говорухин, Л.Г. Плавский, М.Г. Рубанович. Двухканальный синфазный сумматор-делитель мощности с компенсацией паразитных параметров балластного резистора. - Радиотехника, №6, 2011, с. 59-63). Кроме того, введение замкнутого на конце полуволнового отрезка связанных линий усложняет схему и увеличивает габариты устройства.

Известен делитель мощности (см. Устройство сложения мощности, авт. свид. СССР №1170534, Н01Р 5/12, БИ №28. 30.07.85), содержащий входные плечи, каждое из которых подключено к балластному резистору и четвертьволновому отрезку линии передачи, при этом балластные резисторы соединены в звезду, концы четвертьволновых отрезков линий передачи подключены к выходному плечу, отличающийся тем, что к общей точке балластных резисторов подключен короткозамкнутый четвертьволновый шлейф. Подавление четных гармоник суммируемых генераторов успешно выполняется на центральной частоте диапазона, для которой входное сопротивление четвертьволнового шлейфа бесконечно велико, и, следовательно, этот шлейф не влияет на работу устройства. При этом четные гармоники суммируемых генераторов закорачиваются на землю, поскольку для них длина шлейфа не четверть, а полуволновая либо кратная ей, а входное сопротивление такого шлейфа равно нулю. Как и в предыдущем случае, достижение высоких значений технических характеристик не может быть реализовано в данном устройстве.

Известен также делитель мощности (см. авт. свид. СССР №849342, H01P 5/12, БИ №27. 25.07.81), содержащий разветвитель, к выходам плеч которого подключены развязывающие резисторы, включенные звездой, отличающийся тем, что ко входу и к каждому из выходов плеч разветвителя подключены короткозамкнутые шлейфы, а в каждое плечо разветвителя включен конденсатор, причем емкость конденсатора и длина каждого из короткозамкнутых шлейфов определяются соответственно из соотношений

где n - число плеч;

f0 - центральная частота рабочего диапазона;

R0 - выходное сопротивление каждого плеча делителя;

λ0 - длина волны в делителе мощности;

ρ - волновое сопротивление короткозамкнутого шлейфа.

Уменьшение потерь и сокращение габаритов устройства достигается эквивалентной заменой трансформирующих отрезков линии передачи разветвителя П-образными полураспределенными звеньями, составленными из двух короткозамкнутых шлейфов в параллельных ветвях и сосредоточенной емкости в последовательной ветви каждого П-звена. Однако выбор элементов П-звеньев по приведенным соотношениям не позволяет скомпенсировать ухудшение технических характеристик устройства большой мощности с увеличенной площадью балластных резисторов в пленочном исполнении. Как и в предыдущих случаях, достижение высоких значений указанных технических характеристик не может быть реализовано и в этом устройстве.

Кроме того, известен делитель мощности (см. авт. свид. СССР №1798840, H01P 5/12, БИ №8. 28.02.93), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к выходным плечам, при этом между выходными плечами включены балластные резисторы, соединенные в звезду и к общей точке которых подключен короткозамкнутый шлейф, при этом балластные резисторы выполнены в виде отрезков линии передачи с потерями, длина шлейфа выбрана меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона, а его входное сопротивление выбрано из соотношений:

где ZC, L - волновое сопротивление и длина отрезка линии передачи с потерями;

γ - постоянная распространения в линии с потерями;

Ζш, lш - волновое сопротивление и длина шлейфа.

Для делителя мощности с двумя выходными плечами балластный развязывающий резистор выполнен в виде отрезка линии передачи с потерями, к средней точке которого подключен короткозамкнутый шлейф длиной меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона. Этот шлейф компенсирует паразитные параметры балластного резистора и улучшает развязку между выходными плечами делителя мощности, согласование по его входу и выходам, увеличивает коэффициент прямой передачи и, как следствие, рабочую мощность.

Однако, несмотря на существенное улучшение указанных технических характеристик делителя, их значения недостаточно высоки, что в первую очередь касается развязки между его выходными плечами и согласования по входу и выходам. Как следствие, применение устройства в современной радиоэлектронной аппаратуре не позволяет обеспечить высокие эксплуатационные характеристики аппаратуры в целом.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является повышение развязки между выходными плечами делителя мощности и улучшение согласования по его входу и выходам.

Поставленная задача достигается тем, что в делителе мощности, содержащем входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линий передачи к выходным плечам, между которыми включен балластный развязывающий резистор, выполненный в виде отрезка линии передачи с потерями, к средней точке которого подключен короткозамкнутый шлейф длиной меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона, указанный отрезок линии передачи с потерями выполнен неоднородным в форме двух идентичных соприкасающихся кругов, ширина участка сопряжения которых равна ширине упомянутого короткозамкнутого шлейфа, при этом ширина участков сопряжения балластного развязывающего резистора с четвертьволновыми отрезками линий передачи равна ширине этих отрезков, упомянутые участки сопряжения балластного резистора с четвертьволновыми отрезками линий передачи и с короткозамкнутым шлейфом расположены на продолжении прямой линии, соединяющей центры упомянутых кругов.

На фиг. 1 приведена схема электрическая принципиальная предлагаемого делителя мощности; на фиг. 2 - предлагаемый балластный развязывающий резистор; на фиг. 3 - частотные зависимости параметров делителя мощности с предлагаемым исполнением балластного развязывающего резистора, на фиг. 4 - частотные зависимости параметров делителя мощности-прототипа.

Делитель мощности (фиг. 1) содержит входное плечо 1, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи 2 к двум выходным плечам 3, между которыми включен балластный развязывающий резистор 4, выполненный в виде отрезка неоднородной линии передачи с потерями в форме двух идентичных соприкасающихся кругов 5, к участку сопряжения которых 6 подключен короткозамкнутый шлейф 7 (фиг. 2). Ширина участка сопряжения 6 равна ширине шлейфа 7. Участки сопряжения 8 балластного резистора 4 с четвертьволновыми отрезками линий передачи 2, с шириной, равной ширине этих отрезков 2, как и упомянутый участок сопряжения 6 расположены на продолжении прямой линии 9, соединяющей центры 10 упомянутых кругов 5. Выходные плечи 3 делителя нагружены на сопротивления нагрузки 11.

Делитель мощности работает следующим образом. При поступлении входного СВЧ сигнала на входное плечо 1 его мощность равномерно распределяется через одинаковые четвертьволновые отрезки линий передачи 2 по двум выходным плечам 3, так что при одинаковых и согласованных сопротивлениях нагрузки 11 эти мощности на всех выходных плечах 3 равны по величине и синфазны. Для случая минимальной площади балластного резистора делитель мощности представляет собой симметричный шестиполюсник и на центральной частоте является полностью согласованным, а его выходы развязаны практически идеально. В устройствах большой мощности оказывается необходимым использовать балластный резистор с большой площадью для рассеяния значительной мощности в случае рассогласования или выхода из строя одной из нагрузок. При этом пропорционально увеличиваются паразитные параметры резистора, прежде всего его паразитная емкость, что приводит к резкому ухудшению развязки между выходными плечами, согласования по входу и выходам, снижению прямой передачи, росту потерь в балластном резисторе, смещению по частоте минимумов КСВН и максимума развязки и др. Компенсация этого нежелательного влияния достигается подключением к средней точке балластного развязывающего резистора короткозамкнутого шлейфа длиной меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона, как это выполнено в делителе мощности-прототипе (см. К.Л. Аубакиров, В.И. Говорухин, Л.Г. Плавский, М.Г. Рубанович. Двухканальный синфазный сумматор-делитель мощности с компенсацией паразитных параметров балластного резистора. - Радиотехника, №6, 2011, с. 59-63). Несмотря на существенное улучшение технических характеристик, их значения недостаточно высоки, что, в первую очередь, касается развязки между выходными плечами и согласования по входу и выходам устройства.

В предлагаемом делителе мощности повышение развязки между выходными плечами и улучшение согласования по входу и выходам достигается использованием в качестве балластного развязывающего резистора отрезка неоднородной линии передачи с потерями в форме двух идентичных соприкасающихся кругов (фиг. 2). Действительно, перераспределение паразитной емкости вдоль длины балластного развязывающего резистора, выполненного в указанном виде, по сравнению с аналогичным отрезком однородной линии передачи с потерями в делителе мощности-прототипе, позволяет повысить развязку между выходными плечами делителя и улучшить согласование по его входу и выходам.

Расчетные частотные зависимости технических характеристик делителя мощности в предлагаемом варианте приведены на фиг. 3. Четвертьволновые отрезки линий передачи представлены идеализированными линиями с воздушным диэлектриком εr=1 длиной 75 мм и волновым сопротивлением Ом. Балластный развязывающий резистор выполнен на подложке из поликора толщиной h=1 мм в виде отрезка неоднородной линии передачи с потерями в форме двух идентичных соприкасающихся кругов (фиг. 2), при этом их общая площадь равна 32 мм2, как и в делителе мощности-прототипе с балластным резистором в виде отрезка однородной линии передачи с потерями прямоугольной формы размерами 4*8 мм2 и той же площадью 32 мм2 (см. вышеуказанную статью К.Я. Аубакиров, В.И. Говорухин и др.…). Одинаковые площади балластных резисторов в обоих сопоставляемых делителях мощности обеспечивают одинаковое значение паразитных емкостей балластных резисторов. Корректирующие короткозамкнутые шлейфы выполнены также на поликоре с шириной полоска w=0.2 мм (ρшл=90 Ом), расчетные значения длин шлейфов lшл=5.45 мм на фиг. 2 и lшл=6.2 мм для делителя мощности-прототипа.

Сравнение зависимостей на фиг.3 и 4 показывает:

- параметр |S23|, характеризующий развязку между выходными плечами, повысился на 44.23 дБ по сравнению с делителем мощности-прототипом, полоса пропускания по уровню -25 дБ расширилась на 50.3 МГц или на 11.5%;

- параметром, характеризующим качество согласования по входу и выходам делителя мощности, как известно, является коэффициент стоячей волны напряжения (КСВН), соответственно, по входу КСВН1, по выходам КСВН2,3, допустимое значение которого КСВН=1.2 определяет ширину полосы согласования устройства по этому параметру. Для предложенного делителя мощности полоса согласования по входу КСВН1, по уровню 1.2 расширилась на 75.4 МГц или на 15% по сравнению с устройством-прототипом. Аналогичное расширение полосы согласования по выходам КСВН2,3 по тому же уровню 1.2 составило 83.07 МГц или на 27% больше. Минимальное значение КСВН2,3 также несколько улучшилось с 1.144 на частоте 916.8 МГц для устройства-прототипа до 1.116 на частоте 1025.5 МГц для предложенного делителя мощности. Отметим также существенное улучшение симметрии частотных зависимостей этих характеристик в предложенном устройстве.

Таким образом, использование в качестве балластного развязывающего резистора отрезка неоднородной линии передачи с потерями в форме двух идентичных соприкасающихся кругов позволило повысить развязку на 44.23 дБ, расширить полосу пропускания по развязке на 11.5%, улучшить согласование по входу и выходам предложенного делителя мощности, что расширило полосу согласования по входу на 15%, по выходам на 27%.

Делитель мощности, содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к двум выходным плечам, между которыми включен балластный развязывающий резистор, выполненный в виде отрезка линии передачи с потерями, к средней точке которого подключен короткозамкнутый шлейф длиной меньше четверти длины волны центральной частоты рабочего диапазона, отличающийся тем, что указанный отрезок линии передачи с потерями выполнен неоднородным в форме двух идентичных соприкасающихся кругов, ширина участка сопряжения которых равна ширине упомянутого короткозамкнутого шлейфа, при этом ширина участков сопряжения балластного развязывающего резистора с четвертьволновыми отрезками линий передачи равна ширине этих отрезков, упомянутые участки сопряжения балластного резистора с четвертьволновыми отрезками линий передачи и с короткозамкнутым шлейфом расположены на продолжении прямой линии, соединяющей центры упомянутых кругов.
ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 73.
10.04.2013
№216.012.34f7

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким. Такой регулятор может быть использован как стабилизатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479102
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4e5b

Делитель мощности

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти широкое применение в системах активных фазированных антенных решеток, радиопередающих устройствах и системах, использующих мощность СВЧ. Технический результат заключается в улучшении развязки между выходными плечами и согласования по входу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485641
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.519c

Способ измерения дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов в спектральной области генерации фемтосекундного лазера

Способ может быть использован для контроля дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов в спектральной области генерации фемтосекундного лазера. Для измерения дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов используют излучение фемтосекундного лазера, которое пропускают через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486485
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5247

Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, в котором возвратно-поступательное движение бойка осуществляется за счет катушек рабочего и холостого хода, питающихся от однофазного источника....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486656
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.56de

Смесь для изготовления керамической плитки

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для создания смеси, предназначенной для изготовления керамических плит. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности керамической плитки. Смесь для изготовления керамической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487846
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.65d0

Синхронный электромагнитный ударный механизм

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным ударным машинам для импульсных устройств с поступательным движением рабочих органов, применяемых в электроинструменте ударного действия, и направлено на повышение энергии единичного удара. Предлагаемый синхронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491701
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.10.2013
№216.012.775a

Синхронный электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным машинам возвратно-поступательного или ударного действия для различных технологических операций, например ударное вибропрессование, клеймение, разрушение строительных материалов при выполнении строительных и монтажных работ. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496214
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.775b

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным ударным машинам с возвратно-поступательным движением рабочих органов для выполнения различных технологических операций при импульсной обработке материалов. Технический результат состоит в повышении производительности при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496215
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7af2

Фазометр с гетеродинным преобразованием частоты

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в радиотехнике, метрологии и других отраслях промышленности для прецизионного измерения разности фаз пары сигналов и ее изменения во времени. Фазометр содержит первый вход для первого сигнала, снабженный первым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497136
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b6a

Устройство дифференциальной защиты силового трансформатора

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для релейной защиты трансформаторов от коротких замыканий (КЗ), и может быть использовано для защиты двухобмоточных и трехобмоточных силовых трансформаторов. Технический результат заключается в повышении быстродействия при внешних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497256
Дата охранного документа: 27.10.2013
Показаны записи 1-10 из 79.
10.04.2013
№216.012.34f7

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким. Такой регулятор может быть использован как стабилизатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479102
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4e5b

Делитель мощности

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти широкое применение в системах активных фазированных антенных решеток, радиопередающих устройствах и системах, использующих мощность СВЧ. Технический результат заключается в улучшении развязки между выходными плечами и согласования по входу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485641
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.519c

Способ измерения дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов в спектральной области генерации фемтосекундного лазера

Способ может быть использован для контроля дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов в спектральной области генерации фемтосекундного лазера. Для измерения дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов используют излучение фемтосекундного лазера, которое пропускают через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486485
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5247

Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, в котором возвратно-поступательное движение бойка осуществляется за счет катушек рабочего и холостого хода, питающихся от однофазного источника....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486656
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.56de

Смесь для изготовления керамической плитки

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для создания смеси, предназначенной для изготовления керамических плит. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности керамической плитки. Смесь для изготовления керамической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487846
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.64bb

Способ проветривания систем горных выработок

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при проветривании ортов или штреков на погрузочно-доставочных горизонтах рудных шахт. Техническим результатом является повышение эффективности проветривания систем горных выработок за счет разработки алгоритма расчета...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491424
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.65d0

Синхронный электромагнитный ударный механизм

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным ударным машинам для импульсных устройств с поступательным движением рабочих органов, применяемых в электроинструменте ударного действия, и направлено на повышение энергии единичного удара. Предлагаемый синхронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491701
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.10.2013
№216.012.775a

Синхронный электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным машинам возвратно-поступательного или ударного действия для различных технологических операций, например ударное вибропрессование, клеймение, разрушение строительных материалов при выполнении строительных и монтажных работ. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496214
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.775b

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным ударным машинам с возвратно-поступательным движением рабочих органов для выполнения различных технологических операций при импульсной обработке материалов. Технический результат состоит в повышении производительности при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496215
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7af2

Фазометр с гетеродинным преобразованием частоты

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в радиотехнике, метрологии и других отраслях промышленности для прецизионного измерения разности фаз пары сигналов и ее изменения во времени. Фазометр содержит первый вход для первого сигнала, снабженный первым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497136
Дата охранного документа: 27.10.2013
+ добавить свой РИД