Устройство для сложения сигналов разных частот

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН Н 7/46 1 Р 1/21 50 бх риа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Новосибирский электротехнический институт(53) 621.372.662:621.396.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 9 578666, кл. Н 03 Н 7/46, 1977.Патент ГДР 11 59822,кл. Н 01 Р 5/00, 1968.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ СИГНАЛОВ РАЗНЫХ ЧАСТОТ(57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает уменьшение потерь в области перекрытия частотных характеристик каналов, Устройство содержит три трехдецибельных направленных ответвителя (ТНО) 1-3, два генератора 4, 5, два четвертьволновых отрезка линии передачи (ОЛП) 6, 12, пять коммутационных диодов 7-11, балластные резисторы 13, 14, нагрузку 15 и соединительные отрезки (СО) 16- 19 линии передачи, имеющие определенную длину. ТНО 3 делит входной сигнал на два равных по мощности сигнао ла, фазы которых отличаются на 90 Один из них через СО 16 поступает на генератор 4, а другой через один из коммутационных диодов 7-11 и СО 17 - на генератор 5. Генераторы 4, 5 работают в смежных полосах с полосой перекрытия. Выходные сигналы генераторов 4, 5 подводятся к общей1312666 35 40 пагру:зке по днум эл. путям через ТНО1, 2 и СО 18, 19. В полосе перекрытия благодаря выбранным длинам СО16- 19 происходит сложение мощностейгенераторов 4, 5 н нагрузке 15. Приэтом, если на средней частоте полосы перекрытия Л Г сигналы генераторов 4, 5 синфазны, они синфазны и в Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для сложения мощностей в смежных частотных каналах, в том числе в диапазоне СВЧ. 5Цель изобретения - уменьшение потерь в области перекрытия частотных характеристик каналов.На фиг. 1 изображена функциональная электрическая схема устройства для сложения сигналов разных частот. на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика передачи мощности.Предлагаемое устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 трехдецибельные направленные ответвители, два генератора 4 и 5, первый четверть- волновой отрезок 6 линии передачи, пять коммутационных диодов 7-11, второй четвертьволноной отрезок 12 линии передачи, первый 13 и второй 14 балластные резисторы, нагрузку 15 и соединительные отрезки 16-19 линии передачи.В качестве генераторов 4 и 5 могут быть использованы любые генераторы с внешним возбуждением, например транзисторные усилители мощности СВЧ, а в качестве коммутационных диодов 7- 11 - любые рп-диоды, удовлетворяющие заданному уровню мощности.Устройстно работает следующим образом. Трехдецибельный направленный ответвитель 3 делит входной сигнал на два равных по мощности сигнала, фазыОкоторых отличаются на 90 . Один из этих сигналов через соединительный отрезок 16 линии передачи поступает на вход генератора 4, а другой сигнал через один из коммутационных дионагрузке, На других частотах полосы перекрытия из-за расфазировки в нагрузке 15 сигналов генераторов 4,5 имеются потери в балластном резисторе 13, Для выравнивания фаз подбирают длиныОЛП 6, 12 путем открывания одного из коммутационных диодов 8- 11. 2 ил. дов 7-11 и соединительный отрезок 17 линии передачи на вход генератора 5, Генераторы 4 и 5 работают в смежных1 61 1 Н ин полосой перекрытия Ьй=йц -й (фиг,2).1 2Средняя частота Г полосы перекрытияГАГ определяется следующим образом; с ( +2) /2Соединительные отрезки 16 и 17 линии передачи должны иметь минимальную длину, определяемую из конструктивных соображений, но при этом длина соединительного отрезка 17 1 линии передачи должна быть больше длины соединительного отрезка 16 16 линии передачи на величину, равную четверти длины волны 3 соответствующей средней частоте Г полосы перекрытия йГ:1 п -2, = Ъ,/4. В простейшем случае Г =О, тогда 1, =3,/4. Выходные сигналы генераторов 4 и 5 поднодятся к общей нагрузке по двум электрическим путям через трехдецибельные направленные ответвители 1 и 2 и соединительные отрезки 18 и 19 линии передачи, разность длин которых Ь 1 на центральной частоте Й рабочей полосы генератора 4 соответствует четному числу полуволн, а на центральной частоте Г рабочей полосы генератора 52нечетному числу полуволн, соответ- ственно ЬВ -1, -2 ь =и 7, фО 8 =Р, - 8,е =ш Э,+ Ъ,/2,где ш и и - целые положительные числа.Длина связанных линий трехдецибельных напранленных ответнителей 1-3 выбирается равной четверти дли 1312666цы волны, соотцетстцующеи средней частоте Г полосы перекрытия Ь Г. В полосах частот (1 -1 ) ц (Гь -1 ) генераторы 4 и 5 работают независимо, соотношение фаз сигналов может быть произвольным. В полосе перекрытия благодаря выбранным длинам соединительных отрезков 16-19 линии передачи происходит сложение мощностей генераторов 4 и 5 в нагрузке 15, При О этом, если на средней частоте Г полосы перекрытия бГ сигналы гецераиторов 4 и 5 являются синфазными, то они синфазны и в нагрузке, поэтому потери сигнала отсутствуют. На других 15 частотах полосы перекрытия ЬГ из-за расфазировки в нагрузке 15 сигналов генераторов 4 и 5 имеются потери сигнала в первом балластном резисторе 13. Поэтому мощность Р в нагрузке 15 20 на границах полосы перекрытия ЬГи снижается только на 0,5-1 дБ (фиг.2). Это обеспечивается тем, что при синфазных сигналах генераторов 4 и 5 открыт коммутационный диод 7. Если же фазы сигналов генераторов 4 и 5 неравны, подбором длин первого 6 и второго 12 четвертьволновых отрезков линии передачи путем открывания одного иэ коммутационных диодов 8-11 фазыЗО этих сигналов выравнивают. Устройство для сложения сигналов разных частот наиболее эффективно использовать в том случае, когда коэффициенты усиления генераторов 4 и 5 достаточно велики. Входная мощность в этом случае значительно меньше выходных мощностей генераторов 4 и 5 и потери во втором балластном резисторе 14 практически не снижают КПД всего устройства,Формула из обретеция Устройство для сложения сцгцалон разных частот, содержащее дна гецератора, выходы которых поцключсцы соответственно к одной из диагоналей первого трехдецибельного направленногоответвителя, другая диагональ которого соединена с первой диагональю второго трехдецибельного направленного ответвителя, к второй диагонали которого подключены соответственно нагрузка и первый балластный резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь в области перекрытия частотных характеристик, в него введены третий трехдеццбельный направленный ответвитель, два четвертьволновых отрезка линии передачи, пять коммутационных диодов и второй балластный резистор, при этом один из выводов первой диагонали третьего трехдецибельного направленного ответвителя является входом устройства для сложения сигналов разных частот, а ее второй вывод подключен к второму балластному резистору, к другой диагонали третьего трехдецибельного направленного ответвителяподключены соответственно вход одного из генераторов и начало первого четвертьволнового отрезка линии передачи, начало второго четвертьволнового отрезка линии передачи подключено к входу другого генератора, при этом к началам и концам первого и второго четвертьволновых отрезков линии передачи подключены первый и второй коммутационные диоды соответственно, а третий, четвертый и пятый коммутационные диоды включены эквидистантно между первым и вторым четвертьволцовыми отрезками линии передачи.вец Подписна СССР д, 4/ 11303 ул. Проектная приятие, г. Ужг Производственно-полиграфическ акаэ 1975/52ВНИИПИпо Тирах 626сударственного коми м изобретений и отк ва, Ж, Раушская ектор А. Зимокос ов