×
27.04.2019
219.017.3c0a

Перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002685978
Дата охранного документа
23.04.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей перестраиваемого фильтра гармоник радиопередатчика при одновременном снижении уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала. Перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика содержит в средней своей части N средних катушек индуктивности, где N - число частотных поддиапазонов, первый конденсатор переменной емкости, подключаемый к первому выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N первых переключателей, второй конденсатор переменной емкости, подключаемый к второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей, N входных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, и N выходных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, при этом вход каждого входного Г-образного звена подключен к входному разъему фильтра гармоник через соответствующий входной переключатель, а выход каждого выходного Г-образного звена подключен к выходному разъему фильтра гармоник через соответствующий выходной переключатель, при этом дополнительно введены N первых дополнительных конденсаторов, каждый из которых включен между первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и общей шиной, и N вторых дополнительных конденсаторов, каждый из которых включен между вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и общей шиной, при этом параллельно каждому из первых и вторых дополнительных конденсаторов подключен один из 2N дополнительных переключателей. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков.

Для передачи высокочастотных сигналов с подавленными до требуемого уровня гармоническими составляющими в фильтрах гармоник коротковолновых передатчиков обычно применяются фильтры нижних частот (ФНЧ) [1]. Исходя из требований к фильтрации высших гармоник, начиная со второй, фильтры проектируются на заданное значение затухания в полосе задерживания. При этом коэффициент перекрытия поддиапазонов по частоте выбирают обычно в пределах 1,4…1,8, то есть для коротковолнового передатчика, перекрывающего диапазон частот 1,5…30 МГц, потребуется от девяти до пяти фильтров соответственно, причем чем меньше количество фильтров, тем сложнее их структура. Поддиапазонные фильтры переключаются, как правило, при помощи реле, включенных на входе и выходе каждого фильтра.

Главными недостатками фильтров гармоник на основе переключаемых ФНЧ являются сложность в настройке, а также необходимость высокой точности изготовления катушек индуктивности и применения конденсаторов с малыми отклонениями емкости от номинальных значений, то есть более дорогих. В противном случае не удается обеспечить необходимый уровень согласования фильтра гармоник, так как коэффициент бегущей волны (КБВ) на входе фильтра гармоник наиболее чувствителен к точности его настройки. Кроме того фильтры гармоник на основе переключаемых ФНЧ имеют, как правило, большие габаритные размеры и массу. Данная проблема обостряется с ростом мощности передаваемого сигнала, так как размеры катушек индуктивности при этом увеличиваются пропорционально увеличению проходящего через них тока.

Более рационально проблему согласования фильтра гармоник и уменьшения его габаритных размеров и массы можно решить, взяв за основу не ФНЧ, а полосовые перестраиваемые фильтры, обеспечивающие согласование не во всей широкой полосе пропускания ФНЧ, а только на частоте передаваемого сигнала и на близлежащих частотах. Такое устройство, представленое в [2], выбрано в качестве прототипа как наиболее близкое по технической сущности к заявляемому.

Анализ прототипа показал, что он имеет ограничения по мощности передаваемого сигнала в тех случаях, когда требуется обеспечить мощность сигнала на выходе передатчика, равную 20 кВт и более. Данные ограничения возникают прежде всего из-за чрезмерно большой величины тока, протекающего через контакты переключателей, и прежде всего тех, которые используются в конденсаторах переменной емкости. Кроме того, применяемые для переключения поддиапазонов вакуумные реле, рассчитанные на такую мощность, не имеют третьего контакта, замыкающего вход и выход фильтра в каждом нерабочем поддиапазоне на общую шину, что приводит к повышению уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала из-за их прохождения на выход фильтра гармоник через емкости разомкнутых контактов реле нерабочих поддиапазонов.

Задача изобретения - расширение эксплуатационных возможностей перестраиваемого фильтра гармоник радиопередатчика при одновременном снижении уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала.

Указанная задача решается тем, что в перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика, содержащий в средней своей части N средних катушек индуктивности, где N - число частотных поддиапазонов, первый конденсатор переменной емкости, подключаемый к первому выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N первых переключателей, второй конденсатор переменной емкости, подключаемый к второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей, N входных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, и N выходных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, при этом вход каждого входного Г-образного звена подключен к входному разъему фильтра гармоник через соответствующий входной переключатель, а выход каждого выходного Г-образного звена подключен к выходному разъему фильтра гармоник через соответствующий выходной переключатель, при этом первый и второй конденсаторы переменной емкости выполнены каждый в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления, введены N первых дополнительных конденсаторов, каждый из которых включен между первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и общей шиной, и N вторых дополнительных конденсаторов, каждый из которых включен между вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и общей шиной, при этом параллельно каждому из первых и вторых дополнительных конденсаторов подключен один из 2N дополнительных переключателей.

На фигуре приведена схема заявленного устройства в исходном состоянии. Перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика, содержащий в средней своей части N средних катушек индуктивности 1, где N - число частотных поддиапазонов, первый конденсатор 2 переменной емкости, подключаемый к первому выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N первых переключателей 3, второй конденсатор 4 переменной емкости, подключаемый к второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей 5, N входных Г-образных звеньев 6, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, и N выходных Г-образных звеньев 7, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, при этом вход каждого входного Г-образного звена 6 подключен к входному разъему 8 фильтра гармоник через соответствующий входной переключатель 9, а выход каждого выходного Г-образного звена 7 подключен к выходному разъему 10 фильтра гармоник через соответствующий выходной переключатель 11, при этом первый 2 и второй 4 конденсаторы переменной емкости выполнены каждый в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления 12. В фильтр гармоник введены N первых дополнительных конденсаторов 13, каждый из которых включен между первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и общей шиной, и N вторых дополнительных конденсаторов 14, каждый из которых включен между вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и общей шиной, при этом параллельно каждому из первых и вторых дополнительных конденсаторов подключен один из 2N дополнительных переключателей 15 с замкнутыми в исходном состоянии контактами.

Перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика работает следующим образом.

Выходной сигнал усилителя мощности передатчика вместе с гармоническими составляющими сигнала поступают на вход 8 фильтра гармоник, предварительно включенного и настроенного на частоту сигнала. Частота основного сигнала находится в полосе частот одного из поддиапазонов, поэтому при помощи устройства управления 12 включены соответствующие включенному поддиапазону входной 9 и выходной 11 переключатели, а также соответствующие дополнительные переключатели 15, нормально замкнутые контакты которых в этом случае размыкаются. При этом первый 2 и второй 4 конденсаторы переменной емкости подключены к соответствующей средней катушке индуктивности 1 через соответствующие первый 3 и второй 5 переключатели. На конденсаторах 2 и 4 переменной емкости при помощи устройства управления 12 предварительно установлены значения емкостей, обеспечивающие настройку фильтра гармоник на заданную частоту. В результате, сигнал проходит на выход 10 фильтра гармоник через соответствующие входное Г-образное звено 6, среднюю катушку индуктивности 1 и выходное Г-образное звено 7 с минимальными потерями и максимальным КБВ на частоте настройки. При этом благодаря дополнительным переключателям 15, замыкающих первый и второй выводы средней катушки индуктивности в каждом отключенном поддиапазоне, фильтр гармоник обеспечивает повышенное затухание на частотах гармоник передаваемого сигнала.

По сравнению с прототипом заявленный фильтр гармоник при одинаковой мощности передаваемого сигнала обеспечивает меньший ток, протекающий через контакты переключателей, используемых в конденсаторах переменной емкости, а также уменьшение тока, протекающего через контакты переключателей 3 и 5. Этот результат обусловлен наличием постоянно подключенных первых 13 и вторых 14 дополнительных конденсаторов, отводящих определенную часть тока, протекающего через эти контакты и через переключаемые конденсаторы, на себя. Конденсаторы 13 и 14 вместе с начальными емкостями конденсаторов 2 и 3 переменной емкости соответственно в их исходном состоянии обеспечивают начальную настройку поддиапазонного фильтра на максимальную частоту включенного поддиапазона. При этом контакты переключателей 3 и 5, соответствующих данному поддиапазону, замкнуты, а контакты переключателей в конденсаторах 2 и 4 переменной емкости разомкнуты. Можно отметить, что положительную роль в формировании характеристик фильтра гармоник на верхних частотах каждого поддиапазона играет размещение дополнительных конденсаторов 13 и 14 непосредственно в поддиапазонном фильтре, что снижает влияние паразитных конструктивных факторов на параметры фильтра гармоник на этих частотах. При перестройке фильтра гармоник в пределах включенного частотного поддиапазона суммарная емкость каждого конденсатора переменной емкости определяется следующим выражением:

,

где FB - максимальная частота включенного частотного поддиапазона;

F0 - частота настройки фильтра гармоник;

С0 - минимальная суммарная емкость постоянно включенного дополнительного конденсатора и соответствующего конденсатора переменной емкости, у которого при F0=FB все конденсаторы отключены.

Заявленный перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика представляет собой набор из N полосовых перестраиваемых фильтров (ППФ) с асимметричной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), приближающейся по форме к АЧХ ФНЧ, то есть затухание в полосе задерживания справа от частоты настройки значительно больше (на десятки дБ) затухания в полосе задерживания слева от частоты настройки. Каждый ППФ перестраивается в соответствующем ему поддиапазоне частот. Заявленный фильтр гармоник обеспечивает согласование во всем рабочем диапазоне частот на любой из частот настройки и, как результат, уменьшение затухания сигнала. Одновременно фильтр гармоник обеспечивает повышенную избирательность, причем благодаря асимметричной АЧХ, включенного ППФ, приближающейся по форме к АЧХ ФНЧ, уровень гармонических составляющих сигнала на выходе фильтра гармоник достаточно низкий. При этом амплитуда третьей гармоники сигнала на АЧХ ППФ примерно на 20 дБ меньше, чем амплитуда второй гармоники, что компенсирует обратное соотношение уровней этих гармоник на выходе усилителя мощности (УМ) и при подключении фильтра гармоник к УМ уровни второй и третьей гармонических составляющих сигнала на выходе фильтра гармоник становятся примерно равными. Кроме того, заявленный фильтр гармоник, по сравнению с обычными фильтрами гармоник на основе переключаемых ФНЧ, обеспечивает исключение трудоемкой операции настройки фильтра гармоник при его изготовлении. Настройка осуществляется программным способом в автоматическом режиме до получения максимального значения КБВ на каждой задаваемой с определенным шагом частоте настройки. Результаты настройки сохраняются в устройстве управления и используются во время работы фильтра гармоник в составе передатчика.

Источники информации:

1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А Ляховкин и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. - 3-е изд., перераб. и доп. - М: Радио и связь, 2003. - с.205…208.

2. Патент RU 2538299, МПК Н03Н 9/00. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика / А.Г. Зиновьев, А.В. Богданов. - Заявлено 01.04.2013; опубликовано 10.01.2015, Бюл. №1.

Перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика, содержащий в средней своей части N средних катушек индуктивности, где N - число частотных поддиапазонов, первый конденсатор переменной емкости, подключаемый к первому выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N первых переключателей, второй конденсатор переменной емкости, подключаемый к второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей, N входных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, и N выходных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, при этом вход каждого входного Г-образного звена подключен к входному разъему фильтра гармоник через соответствующий входной переключатель, а выход каждого выходного Г-образного звена подключен к выходному разъему фильтра гармоник через соответствующий выходной переключатель, при этом первый и второй конденсаторы переменной емкости выполнены каждый в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления, отличающийся тем, что введены N первых дополнительных конденсаторов, каждый из которых включен между первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и общей шиной, и N вторых дополнительных конденсаторов, каждый из которых включен между вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и общей шиной, при этом параллельно каждому из первых и вторых дополнительных конденсаторов подключен один из 2N дополнительных переключателей.
Перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика
Перестраиваемый фильтр гармоник радиопередатчика
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 70.
25.08.2017
№217.015.9a35

Подъемно-мачтовое устройство

Изобретение относится к антенной технике, в частности к стационарной, и может быть использовано в подъемно-мачтовых устройствах (ПМУ), устанавливаемых на фундамент бетонный, свайный или свайно-винтовой, для подъема оборудования на заданную высоту, с лебедкой в комплекте для подъема мачты с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609671
Дата охранного документа: 02.02.2017
25.08.2017
№217.015.c1be

Способ сглаживания поверхности пленки алюминия на диэлектрической подложке

Использование: для изготовления тонкопленочных СВЧ-резонаторов с Брэгговским отражателем. Сущность изобретения заключается в том, что способ сглаживания поверхности пленки алюминия на диэлектрической подложке включает напыление пленки на подложку методом магнетронного распыления алюминиевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617890
Дата охранного документа: 28.04.2017
25.08.2017
№217.015.c688

Система односторонней подводной радиосвязи

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах односторонней радиосвязи. Технический результат состоит в расширении арсенала технических средств для односторонней радиосвязи надводного объекта с подводным при использовании канала связи в виде воздушной и водной среды....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618518
Дата охранного документа: 04.05.2017
25.08.2017
№217.015.cd13

Поворотное логопериодическое антенно-фидерное устройство

Изобретение относится к радиотехнической промышленности, точнее к приемно-передающей антенной технике, и представляет собой логопериодическое антенно-фидерное устройство преимущественно для использования в составе поворотных логопериодических антенн декаметрового диапазона. Устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619849
Дата охранного документа: 18.05.2017
25.08.2017
№217.015.cd6e

Магнитная антенна

Изобретение относится к приемным магнитным антеннам с всенаправленной диаграммой направленности и может быть использовано в полевых условиях в носимом приемнике персонала МЧС и т.п. для приема радиосигналов команд и аварийного оповещения. Магнитная антенна состоит из двух катушек индуктивности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619845
Дата охранного документа: 18.05.2017
26.08.2017
№217.015.e00e

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник (ФГ) усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - снижение уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала, начиная с третьей гармоники. Фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625426
Дата охранного документа: 13.07.2017
26.08.2017
№217.015.e0dd

Возбудитель для радиопередатчиков

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться в передающей аппаратуре радиолинии телеграфной и телефонной связи различного назначения. Задача изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения дистанционного управления от внешних устройств и местного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625527
Дата охранного документа: 14.07.2017
26.08.2017
№217.015.ebfa

Лестничный реконфигурируемый фильтр

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов. Достигаемый технический результат – обеспечение возможности изменения ширины полосы пропускания фильтра и увеличение числа одновременно работающих полос пропускания. Лестничный реконфигурируемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628426
Дата охранного документа: 16.08.2017
26.08.2017
№217.015.ee2a

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - обеспечение согласования фильтра гармоник по входу во всем рабочем диапазоне частот радиопередатчика и на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628891
Дата охранного документа: 22.08.2017
29.12.2017
№217.015.f43d

Мощный аттенюатор

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве эквивалента нагрузки для тестирования мощных радиопередающих устройств. Технический результат заключается в повышении надежности за счет повышения эффективности работы теплоотвода. Мощный аттенюатор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637995
Дата охранного документа: 08.12.2017
Показаны записи 1-10 из 23.
27.02.2013
№216.012.2a0e

Способ прессования порошковых материалов с лиофобной жидкостью и устройство для его осуществления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования порошковых материалов в присутствии жидкости. В пресс-форму, содержащую матрицу и верхний и нижний пуансоны, засыпают пластифицированный порошок. Перед началом прессования со стороны верхнего пуансона подают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476293
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.01.2014
№216.012.95c6

Трансформатор с произвольным коэффициентом трансформации

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для согласования высокочастотных радиотехнических устройств, имеющих высокие входное и выходное сопротивления, включенных в низкоомные тракты. Технический результат состоит в повышении коэффициента связи между первичной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504036
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.02.2015
№216.013.286d

Способ получения препарата, содержащего аморфно-кристаллические соли оротовой кислоты

Изобретение относится к области химико-фармацевтической промышленности и представляет собой способ получения препарата, содержащего аморфные или аморфно-кристаллические соли оротовой кислоты, включающий термообработку кристаллических оротата калия и/или оротата магния с последующим измельчением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541806
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.10.2015
№216.013.8093

Шлюз транспортный локализующей системы безопасности атомной электростанции

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к шлюзам, устанавливаемым в защитных оболочках ядерного реактора, обеспечивающим герметичное перекрытие транспортных проемов локализующей системы безопасности работающей атомной электростанции. Шлюз содержит корпус, расположенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564512
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.12.2015
№216.013.97ff

Способ определения ресурса защитного покрытия подземного трубопровода по силе тока катодной станции

Изобретение относится к способу определения ресурса защитного покрытия подземных стальных трубопроводов. Задачей изобретения является повышение достоверности учета изменения параметров работы станций катодной защиты при оценке ресурса защитного покрытия подземных стальных трубопроводов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570531
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.08.2016
№216.015.5555

Катушка индуктивности

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотных фильтрах для радиотехнических устройств различного назначения, например, в фильтрах гармоник мощных высокочастотных радиопередатчиков. Технический результат заключается в упрощении конструкции, в снижении трудоемкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593266
Дата охранного документа: 10.08.2016
13.01.2017
№217.015.6fcb

Устройство герметизации транспортных проемов транспортного шлюза локализующей системы безопасности атомной электростанции (варианты) и способ герметизации транспортных проемов транспортного шлюза локализующей системы безопасности атомной электростанции

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к способам герметизации оболочек ядерного реактора. Проем транспортного шлюза герметизируют сопряжением гаек в механизмах уплотнения на герметизирующих полотнах и резьбовых частей шпилек на фланцах транспортных проемов. Механизмы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596815
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.7e63

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Технический результат - повышение избирательности и улучшение согласования во всем рабочем диапазоне частот передатчика. Фильтр гармоник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601200
Дата охранного документа: 27.10.2016
25.08.2017
№217.015.a273

Способ получения гаплоидных растений-регенерантов из репродуктивных органов brassica oleracea l. in vitro

Способ получения растений-регенерантов из репродуктивных органов Brassica oleracea L. in vitro относится к области биотехнологии предназначен для культивирования in vitro пыльников и завязей Brassica oleracea L. и может быть использован для получения нового исходного материала для создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607007
Дата охранного документа: 10.01.2017
26.08.2017
№217.015.e00e

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник (ФГ) усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - снижение уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала, начиная с третьей гармоники. Фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625426
Дата охранного документа: 13.07.2017
+ добавить свой РИД