Управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 01) 3151) Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) УПРАВЛЯЕМОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ СЛОЖЕНИЯ МОЩНОСТЕЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее К=2 -1источников высокочастотных сигналов,цепочку из М управляемых элементов сложения, первый выход 1-гоуправляемого элемента сложения,где 1=1,2(М), соединен через(1+1)-ый управляемый фазовращательс первым входом (1+1)-го управляемого элемента сложения, вторыевыходы управляемых элементов сложения соединены с балластными резисторами, входы каждого управляемогоэлемента сложения соединены с вхоОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены М-Мнеуправляемых элементов сложения, образующих М блоков попарного сложения, содержащих (М) входов, к каждому из которых подключен соответствующий источник высокочастотных сигналов, а выход )-го блока попарного сло- э жения, где )=1,2 М, содержащего (2 1-1) неуправляемых элементов сложения, подключен к второму входу )-го управляемого элемента сложения, а первый источник высокочастотных сигналов через первый управляемый Я фазовращатель подключен к первому входу первого управляемого элемента сложения.10 15 Наиболее близким к изобретениюм по техническому решению является т управляемое устройство для сло- д жения мощностей высокочастотных ф сигналов, содержащее Я=2 А "-1 исМ 1точников высокочастотных сигналов, цепочку из М управляемых элементов сложения, .первый выход 1-го управляемого элемента сложения, где 1 1,2(М), соединен через (1+1)-ый управляемый фазовращатель с первым входом (1+1)-го управляемого элемента сложения, вторыеи выходы которых соединены с балластщ ными резисторами, входы каждого управляемого элемента сложения соединены с входами соответствующего д измерителя разности фаз, выход которого соединен с управляющим входом соответствующего управляемо э го фазовращателя, и блок управ- ления, выходы которого соединены п соответственно со входами управле- п ния источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сло- . 4 р жения (.23.Ступенчатое регулирОвание выс ходной мощности в таком устройстве осуществляется путем отключения неиспользуемых источников СВЧ сиг налов и обеспечения такого режима работы управляемых элементов сложения, при котором осуществляется полное сложение мощностей оставшихся источников на выходе устройства. лНедостатком этого устройства является большое число управляемых элементов сложения (всего лишь на единицу меньше числа источников складываемых сигналов), которые являются сравнительно сложными устройствами. Поскольку в таком управляемом устройстве сложения мощностей Й генераторов потери мощности СВЧ сигнала определяются в основном потерями в управляемых эле 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 С 11Недостатком этого устройства является уменьшение КПД при увеличении числа отключенных генераторов. Цель достигается тем, что в управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов, содержащее М:2 ф -1 источников высокочастотных сигналов, цепочку из М управляемых элементов . сложения, первый выход 1-го управляемого элемента сложения, где 1=1,2(М)соединен через (1+1) -ый управляемый фаэовращатель с первым входом ( 1+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 коорого соединен с управляющим вхоом. соответствующего управляемого азовращателя, и блок управления, выходы которого соединены соответственно со входами управления источников высокочастотных сигналов и управляемых элементов сложе-. ния, введены М-Мнеуправляемых элементов сложения, образующих М блоков попарного сложения, соержащих (Н) входов, к каждому з. которых подключен соответствуюий источник высокочастотных сигналов, а выход 1-го блока попарного сложения, где )=.1,2М, соержащего (2) 1) неуправляемых элементов сложения, подключен к торому входу )-го управляемого. лемента сложения, а первый источник высокочастотных сигналов через ервый управляемый фазовращатель одключен к первому входу первого правляемого элемента сложения.На чертеже изображена функциональная схема управляемогоустрой- тва для сложения мощностей высокочастотных сигналов.Устройство содержит М источников 1 (усилителей, генераторов) высокочастотных сигналов, М управяемых элементов сложения 2:, балластные резисторы 3, М измерителей 4 разностей фаз сладываемых сигнаов, М управляемых фазовращателей 5, блок управления 6, й-Мнеуправляемых элементов сложения 7. Все источники имеют одинаковую выходную мощность. Управляемое устройство для сложения мощностей высокочастотных сигналов работает следующим образом.При включенных источниках сигнал мощностью Р с выхода источника 11 (например,. Усилителя) через управляемый фазовращатель 5 , поступает на сигнальный вход 1 управляемого элемента 21 сложения. С вы 1 и 13 тотных сигналов сигналы, каждыймощностью Р, поступают соответственно на входы 1 и П неуправляемогоэлемента 7 сложения, в котором осуществляется сложение мощностей этих сигналов. С выхода Ш неуправляемого элемента 7 сложения сигнал 5 мощностью 2 Р поступает на вход П управляемого элемента. 2 сложения. Аналогично осуществляется сложение мощностей источников 1 -1 высокоФчастотных сигналов с помощью неуправ 10 .ляемых элементов 7 г, 7 и 7 сложения. С выхода Ш неуправляемого элемента 74 сложения сигнал с суммарной мощностью 2 Р поступает на вход П второго управляемого элемента 2 г 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 управленияисточников 11-1 высокочастотных сигналов, осуществляется включение всех источников. Одновременно на входы управления управляемых эле.меятов 2-2 сложения с соответствующих входов блока б управления подаются команды, в соответствии с которыми каждый управляемый элемент сложения устанавливается в режим30 сложения мощностей с отношениями на входах, определяемыми их номерами в цепочечной схеме. При этом режим первого управляемого элемента сложения обеспечивает сложение мощностей при отношении Р/Р 1: 1/2, так что на выходе Ш первого управляемого элемента 2 сложения и соответственно на входе 1 второго управляемого элемента 2 г. сложения полу" чается мощность Р =Р=ЗР. Посгскольку на вход П второго управляемого элемента 22 сложения подается сигнал мощностью 4 Р, то второй управляемый элемент сложения по команде управления с блока б пере водится в режим сложения мощностей при отношении Р 1 /Р;, =3/4. Анало.гичным образом определяется режим любого М-го управляемого элемента сложения, в котором, устанавливается отношение Р 1 /Р;, =2 - 1/2. В результате на выходе управляемого устройства для сложения мощностей высокочастотных .сигналов получается мощность равная Рр =Р 6 =БР 55(1 Синфазность складываемых сигналовна входах 1 и П управляемых элементов 2 сложения обеспечивается с.помощью системы фазирования, включающий измеритель 4 разности фаз и управляемый фазовращатель 5.При необходимости дискретногорегулирования 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 обизменении 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 1 на выход 111Управляемые элементы 2 сложения, на оба входа которых подаются сигналы, устанавливаются 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,вследствие 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 составляютЬРу= 21 Рмост + Рлр.фазОзР. в то время, как в неуправляемом элементе сложения, состоящем из одного мостового звена, эти потери оказываются равнымиДРНЭС -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.1073880 оставитель В.Обровецехред В,Далекорей К 53 Тираж 862ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений3035, Иосква, Ж,. Рауш ПодписноСССРй каз 377 комитета и открыти окая наб. д 4 Проектная лиал дактор А.Химчу ПП фПатент, г. Ужгоро ектор М.Демчи