Коммутатор приемных антенн

Соеэ Советски кСоциалистическикРесоубпии ОП ИСАН И,Е и 849339ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ КАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл,с присоединением заявки РЙ Н 01 Р 1/10//Н 04. М 3/00 Государственный комитет СССР(53) УЙК 621. 395. .657 (088,8) ио денны изобретений и открытий(54) КОММУТАТОР ПРИЕМНО АНТЕНН 1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться на приемных радиоцентрах и в приемных аппаратных подвижных узлов связи.Известен коммутатор приемных антенн, содержащий координатную матри 5 цу, три разветвителя мощности 111.Однако известный коммутатор имеет сложную конструкцию.Цель изобретения " упрощение ком 1 О мутатора путем уменьшения количества разветвителей.Поставленная цель достигается тем, что в коммутатор приемных антенн, содержащий координатную матрицу, три разветвителя мощности, введены пять групп ключевых элементов, при этом первая группа ключевых элементов, первый разветвитель мощности и вторая группа ключевых элементов соединены последовательно, выходы второй группы ключевых элементов соединены с входами второго и третьего разветвителей мощности и соответствующими выходами третьей группы ключевых элементов, входы которой соединены ссоответствующими входами первой группы ключевых элементов и подключенык входам координатной матрицы, выходы которой соединены с выходамичетвертой и пятой групп ключевых элементов, причем входы четвертой группы ключевых элементов соединены ссоответствующими выходами второгои третьего разветвителя мощности,а входы пятой группы ключевых элементов подключены к соответствующим.выходам первого разветвителя мощности,На фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого коммутатора дляисходной емкости п=4, антенных вводовна в=4 входов приемника на фиг.2 -обобщенная схема предлагаемого коммутатора антенн с исходной емкостьюпка,Коммутатор (фиг.1) содержит антенные вводы 1 (п=4) и вводы 2 входов.приемников (в=4), координатную матрицу 3 с коммутационными элементами4 разветвители 5,6 и 7 мощностии пять групп 8-11 и 12 ключевых элементов,Коммутатор (фиг.2) содержит антенные вводы 1, вводы 2 входов приемников, координатную матрицу 3 и коммутационные схемы 13,14 и 15.Коммутатор работаеФ следующим об,разом.Координатная матрица 3 имеет емкость пха=4 х 4 и с помощью коммутационных элементов 4 обеспечивает подсоединение к любому 1 из п(1=,п) антенных вводов 1 любого одногоиз щ(1=1,е) входов приемников (режим1 х 1) . Для построения схемы необхо;димо г =пп 1=)6 коммутационных элеа: ментов (,ключей).Антенные вводы 1 и вводы 2 входовприемников одновременно подключенычерез группы 10 и 11 ключевых элементов соответственно ко входам ивыходам (5 =2) разветвителей 6 и 7с кратностью с 1 =2, 1 хс 1 =1 х 2. Группы10 и 11 и разветвители 6 и 7 образуют. схему 16, обеспечивающую подключениек любому из п=4 антенных вводов 1одновременно двух (ц ) входов приемников. Для построения такой сеиднеобходимо 5 = - = - = 2 разветвитепз ОЪля 1 х 2 и г =5(пм 1)ф 5, (1 хв)=5(пса)=(ключей) .Антенные вводы 1 и вводы 2 входовприемников одновременно подключенычерез группы 8 и 12 ключевых элементов соответственно ко входу и выходу(=1) разветвителя 5 с кратностьюа =2 1 хц 1 х 2. Выходы разветвителя 5д. ф д.подключены также через группу 9 ключевых элементов ко входам разветвителей 6 и 7. Группы 8,12 и 9 и разветвитель 5 образуют схему 17 и совместно со схемой 16 образуют схему, обес.печивающую подключение к любому изп=4 антенных вводов 1 одновременнодо всех четырех (цс 1 входов приемников, Для постуоения схемы 17 необходимо 5==+фф 1 разветвитель 1 х 2Ьи г 0= 5(пх 1)+5(1 х 5, )+ (25 х 1)+(1 хв)= 5(пк 5+2)+в=12 коммутационных элементов (ключей),Схема работает следующим образом,Любой 1 из в вводов 2 входовприемников (1= 1,п 1) с помощью коммутационных элементов 4 координатной 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 матрицы З,может быть подключен к любому 1 из и антенных вводов 1(1=Г,п) непосредственно без разветвителей, без внесения в тракт передачи сигнала рабочего затухания,Ь 2=0. Коммутационная матрица 3 обеспечивает подключение только в режимеФ1 х 1, так как занятые соединенияблокируются.Если к какому-либо 1 из и антенных вводов 1 необходимо одновременно подключить любые два из щ входовприемников, то такое подключениеосуществляется через схему 16; Приэтом с помощью группы 11 ключевых элементов обеспечивается подключениев любой комбинации пар входов 2 приемвиков к выходам разветвителей 6 и7, а входы этих разветвителей с помощью группы 10 ключевых элементовподключаются к любому из антенныхвводов 1 в режиме на любой один антенный ввод не более двух любых входовприемников. Вносимое в тракт передачи сигналов рабочее затухание Ь,при этом составляет Ь й ЗдБ.Если к какому-либо 1 из и антенных вводов 1 необходимо одновременноподключить любые три или все четыревхода приемника, то дополнительнок схеме 16 в действие вводится схема17. При подключении третьего входаприемника к одному антенному вводу,он подключается к выходу разветвителя 5 через группу 12 ключевых элементов, а два предыдущих входа приемника пбдкпючаются к выходу этого разветвителя 5 через группу 9 ключевых элементов с одного из входов разветвителей 6 и 7. Вход разветвителя 5 черезгруппу 8 ключевых элементов подключается к любому 1 из и антенныхвводов 1. Таким образом обеспечивается режим коммутации; три любыхвхода приемника к любому антенномувводу 1, По двум из входов приемниковв тракт вносится затухание двух каскадно включенных разветвителей 6 и5 и общее затухание составляет величину Ь +Ь щ 3+3=6 дБ; по третьемувходу приемника затухание вноситсялишь разветвителем 5 и составляетвеличину Ь = 3 дБ,%Подключение всех четырех входовприемников к любому из антенных вводов 1 осуществляется по тракту: группа 11 ключевых элементов, разветвители 6,7, груцпа 9, разветвитель 5, груп(39 б 5 8493па 8. Вносимое затухание составляетЬА=Ьлф Ь=б дБ.Таким образом, коммутатор приемныхантенн выполняет по коммутации входовприемников к антенным вводам те жефункции, что и известное устройство,Но при этом в предлагаемой схемезадействовано всего 5 А- - 5 +5 =З,разветвителя, тогда как в известном 5 ф=16,емкость координатной матрицы сохраняется минимальной ъщ=4 х 4, задействуется г =р +г = 16+16+12=38 ключейвместо гф =64 в известном. В трактпередачи сигнала предлагаемый коммутатор приемных антенн вносит рабочее 15затухание пропорционально складывающейся занятости - антенный ввод ххвход приемника: в режиме 1 х 1, Ьо=Од 3,в режиме 1 х 2, Ь,=ЗдБ, в режиме 1 хЗ,Ь=,3-бдБ в режиме 1 х 4, Ь= Ь + Ь= Ю= 6 дБ, тогда как известное устройство вносит рабочее затухание, равноемаксимальной занятости Ьф =бдБ.Обобщенная схема предлагаемого коммутатора приемных антенн содержит антенные вводы 1 и вводы 2 входов приемников, их число соответственно равнои .и щ. Антенные вводы 1 и вводы 2входов приемников подключены соответственно к антенным и приемным шннам координатной матрицы 3коммутационными элементами, работающимив режиме ключа с блокировкой занятыхсоединений. Координатная матрица 3имеет емкость пкщ и с помощью коммутационных элементов обеспечивает режим 1 х 1, т.е. на один любой 1 изи (1=1,и) антенный ввод 1 не более,чем один любойиз в (1=1,в) вход.приемника. Координатная матрица 3 40не содержит разветвителей (5 оО) требует для своего построения г =пе коммутационных элементов и не вноситв тракт передачи сигнала затухания(Ь =0).45К антенным вводам 1 и вводам 2приемников одновременно с координатной матрицей 3 подключена коммутационная схема 13, обеспечивающая режим1 х 2,т.е. подключение к любому 1 из п 50(1=1,п) антенных вводов 1 одновременно двух (с 11 =2) из а входов приемников в любом сочетании, Схема 13 содержит разветвители 1 хц =1 х 2 в количестве 5 = - (нечетное значение е . 55йф,увеличивается до четного), коммутационные элементы для подключениявходов разветвителей 5 к антенным вводам 1 в количестве г =5 (пх 1)==51 и, коммутационные элементы дляподключения входов разветвителей5 л к антенным вводам 1 в количестве=5(1 хщ)=5 в, обеспечивающим любые их парные сочетания по выходамразветвителей, Общие коммутационныезатраты этой схемы 13 составляютг =г + г" =5 (и+е) коммутационных1 1элементов. Схема вносит в тракт передачи сигнала затухание, определяемоеодним каскадом разветвителей и равное Ь= ЗдБ,Для обеспечения режимов 1 хЗ илиВ1 х 4 к антенным вводам 1 приемникаи ко входам разветвителей схемы13 подключается схема 14. Схема 14содержит разветвители 1 хп =1 х 2 в ко 5 эл 2личестве 5 = в (нечетное значение. 5З. лфувеличивается до четного), коммутационные элементы для подключения входовразветвителей 5 к антенным вводам1 в количестве г =5 (их 1) =5 и,2 зкоммутационные элементы для подключения выходов разветвителей 5 ковходам разветвителей 5., схемы 13 вколичестве г" =5 (1 х 5) =55 5 л, коммутационные элементы для подключения выходов разветвителей 5 ковходам приемников (режим 1 хЗ) в количестве г" =(25,х 1) + (1 хщ) =.25щ,Общие коммутационные затраты этойсхемы 14 составляют г =г + г + г"и ил=5 и 4 555,+ 25+ а =5 (и л. 5 2)+ вСхема вносит в тракт передачи сигналазатухание, определяемое каскадами разветвителей схем 13 и 14 и составляетЬ + Ь =бдБ в режиме 1 х 4 по двум вхо 1 .л.дам приемникОв в режиме 1 х 3, а по третьему входу приемника Ь= ЗдБ.Для обеспечения режимов (1 х 5)-(1 х 8)на один антенный ввод от 5 до 8 входов приемников одновременно к антенным вводам 1 входов приемников и .ковходам разветвителей схемы 14 подклю-чается схема 15, Схема 15 содержит раз Ьрветвители 1 хо, =1 х 2 в количестве 51 Ъ(нечетное значение 52 увеличиваетсядо четного) , коммутационные элементы для подключения входов разветвителей 5 к антенным вводам 1 в количестве г =5 (пх 1) 5 и , коммутацион.Ъ Ъные элементы для подключения выходовразветвителей 5 ко входам разветвителей 5 схемы 14 в количестве=5 (1 х 5 )=55, коммутационные элементы для подключения выходов разветвителей 55 ко входам приемников ( режимы45 1 х 5,х 6,1 х 7) в количествег"=(2 с 1)+(1 ха)=25+а,Общие коммутационные затраты этойсхемы 15 составляют г =г+ г" + гф =Ъ=5, и+ 5 5 - 25 в = 5 (и+ ,+2)в, 5Схема вносит в тракт передачи сигнала затухание, определяемое каскадамикоммутационных схем 13,14 и 15 и составляет в засивимости от режима (1 х 5)-Ох 8) по разным входам приемниковот Ь 1- Ь+ Ь= 9 дБ до Ь + Ь =бдБ.Если схема коммутации должна обеспечить режимы на один антенный ввод 1больше, чем восемь входов приемников, то по аналогичной методике вводятсхемы коммутации, обеспечивающие требуемый режим,Предлагаемая схема (фиг.2) работает следуюпрм образом.Режим 1 х 1 (на один антенный ввододин вход приемника) обеспечиваетсякоммутационными элементами координатной матрицы 3 емкостью пхш. Режим1 х 2 обеспечивается коммутационнымиэлементами и разветвителями 1 х 3 и 1 х 4обеспечиваются коммутационными элементами и разветвителями схем 13 и 14.Режимы (1 х 5) -(1 х 8) обеспечиваютсякоммутационными элементами и разветвителями схем 13,14 и 15 и т.д. Каж 30дый вид режимов многократного использования антенн обеспечивается коммутационными элементами и разветвителями взаимодействующих схем коммутации,Таким образом, предлагаемый комму 35татор приемных антенн выполняет теже коммутационные функции, что и известный. При этом в предлагаемой схе 1ме задействуется А 440(где к = ОДгп) разветвителей, тогК Е 4да как в известном . ФЙМОчевидно, что для обычной емкостикоммутаторов, когда и и в одногопорядка, а к=1,2, всегда 5 д ( 5 у,т.е. требует большого числа разветвителей. Сохраняется минимальной(пха) емкость координатной матрицы.Для построения предлагаемой схемынеобходимо гд коммутационных элементов 1к,пг г сг Е г пт 5 (пп)7. Ы(б +и+2 8)А о 6-1 для построения известного устройства требуется гф =пш коммутационных элементов, можно показать, что г( г, т.е. известное устройство требует больших. коммутационных затрат, Наконец, затухание, вносимое в тракт передачи сигнала известным устройством не зависит от складывающейся занятости антенного ввода входами приемников и определяется наибольшей возможной занятостью, т.е. максимально возможное, тогда как в предлагаемом устройстве вносимое затухание минимально и определяется фактически складывающейся занятостью антенного ввода входами приемников.Формула изобретенияКоммутатор приемных антенн, содержащий координатную матрицу, три разветвителя мощности, о т л и ч а ющ и й .с я .тем, что, с целью упрощения коммутатора путем уменьшения количества разветвителей, введены пять групп ключевых элементбв, при этом первая группа ключевых элементов, первый разветвитель мощности и вторая группа ключевых элементов соединены последовательно, выходы второй группы ключевых элементов соединены с входами второго и третьего разветвителей мощности и соответствующими выходами третьей группы ключевых элементов, входы которой соединены с соответствующими входами первой группы ключевых элементов и подключены к входам координатной матрицы, выходы которой соединены с выходами четвертой и пятой групп ключевых элементов, причем входы четвертой группы ключевых элементов соединены с соответствующими выходами второго и третьего разветвителя мощности, а входы пятой группы ключевых элемен тов подключены к соответствующим вхо-: дам первого разветвителя мощности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 484801, кл. Н 01 Р 1/1 О, 1973 (прототип) .849339 5. 1 Ф Составитель Е, ПогибловРедактор Н. ПушненковаТехред С. Мигунова Корректор иценко Заказ, 6306/70 Т ВНИИПИ Государ ственного. по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Ра