Способ последовательного согласования импедансов в диапазоне дискретных частот

(я)5 Н 01 Р 1/00, Н 03.3 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТО РС укторское бюро ра- , Ю. Б. Нечаев радиопередающих ЭВМ/Подред. О.и связь, 1987, с. радиопередающих . Шахгильдяна. М.: О, 216 - 217. ВАТЕЛЬНОГО СОАНСОВ В ДИАПААСТОТельного согласовапазоне дискретных г,1(54) СПОСОБ ПОСЛЕДОГЛАСОВАНИЯ ИМПЕДЗОНЕ ДИСКРЕТНЫХ Ч(57) Способ последоватния импедансов в диа астот относится к радиосвязи и техник.СВЧ и может быть использован при согласовании антенны и передатчика (приемника), эквивалентов антенн и фильтрующих устройств, Целью изобретения является упрощение согласованияпри одновременном расширении класса согласуемых импедансов. Между согласующими элементами 1 и 2 со стороны входа и выхода включают 2 й гальванически соединенных независимых постоянных реактивных элементов 3 типа 1., С, где й - число дискретных частот, и один элемент 4 с переменным импедансом, который включают между 1 ретьим и четвертым, считая от входа, независимыми постоянными реактивными. элементами, Значения всех элементов типа ., С определяют по соотношениям, приведенным в формуле изобретения, и осуществляют согласование путем. изменения импеданса элемента 4 с переменным импедансом, 3 ил,гдеК, (мц) = й 1/в + в,/н 1+ (Х - Х)г/Р 1 вчастотные свойства согласующего устройства и импеданса Е 1, определяющие закондискретного изменения импеданса от частоты,Таким образом, из формул (10), (11) следует, что для обеспечения заданных условийсогласования на К частотах необходимо,чтобы частотные качества согласующего устройства по любым двум из К произвольновыбранным частотам были равны. При этому определяется через одну иэ равнозначных дробей, входящих в (9) при )=сопзт, например:7 =-(Ег - Е 1) ЛО 1-Ог+Хг -Х 1) (12)а а,р- из(8) при).=сопз 1.Полученная система 2 й уравнения (8),(10), (11), (12) означает, что для обеспечениясогласования произвольных импедансовпоследовательно на И частотах необходимои достаточно наличие в схеме переключательного согласующего устройства 2 Й параметров типа , С, удовлетворяющих этойсистеме. Причем значения трех параметров,располагаемых между входом и диодом, определяются из решения системы уравнений(8), (12), а значения остальных 2 И - 3 параметров - из решения системы уравнений(10), (11),При ограничении класса согласуемыхимпедансов число полученных уравненийсокращается. Например, если В=.сопи иХ;=О, т.е. импеданс эквивалентной нагрузкичисто активный и не зависит от частоты, тоуравнение (11) означает, что входной импеданс согласующего устройства в сечении 2 -2 также не должен зависеть от частоты(законы изменения импеданса от частотыодинаковы). Уравнения (10) при этом выполняются автоматически, Это означает, что вслучае согласования произвольного импеданса с активным сопротивлением, не зависящим от частоты, между диодом и выходомсогласующего устройства должно быть неменее й - 1 параметров ., С или всего 8+2параметров, Этот случай теоретически имеет место, например, при согласовании антенны и передатчика, когда обычнополагают волновое сопротивление передатчика не зависящим от частоть 1 и чисто активным. Однако, как показываютэксперименты, и в этом случае волновое сопротивление также зависит от частоты, Кроме того, если случай В=сопзт, Х=0 55действительно имеет место, то все равнодля практики бывает часто необходимымобеспечение на каждой из М частот требуемого КСВФ 1, т.е. необходимо в выраженияхг о а (а - м) 2 г 1 1 Тг де ггй+(о Х н ( 2 н)гд+1 Хд - импеданс р - 1 - и-диода на соответствующих частотах,Значения параметров схемы получились следующие;С 1=-4,056 10 Ф; 0=1,0506 10 Гн; Сг=8,40510 Ф .г=1,57610 7 Гн; Быстродействие переключения современных р -- и-диодов составляет единицы микросекунд(см. М. С. Гусятинер, А,Горбачев, Полупроводниковые сверхвысокочастотные диоды, - М,: Радио и связь, 1983, с.1 И).Для обеспечения последовательного согласования на двух частотах по способу- прототипу необходимо переключать одновременно .два параметра 1., С, т,е, необходимо иметь два блока по два параметра в каждом, что обуславливает использование электромеханических реле с быстродействием, равным примерно десятым долям секунды. При.использовании в прототипе быстродействующих переключателей на р-и-диодах их количество должно быть равно 2, что усложняет схему управления. Способ-прототип позволяет определить значения параметров только в случае, когда один из согласуемых импедансов чисто активный. полагать Ксопз 1; Хфсопзт и такими, чтобы обеспечить требуемый КСВ. Это означает, что и при решении практических задач (например, задачи синтеза согласующего устройства для согласования антенны и передатчика) необходимо в общем случае 2 й параметров.По описанному алгоритму были рассчитаны значения параметров схемы (фиг. 3), обеспечивающей при переключении тока диода КА 535 Б, последовательное согласование на двух (8=2) частотах нормированных импедансов ЕН=0,8-1 2,6 (т 1=34 МГц) и 1=1,6-%,3 (тг=56 МГц) с импедансом Е =1,05+Я,1 на частоте б и Е =0,9+10,06 на частоте б.Выражения для определения параметров оказались следующие:1 =. (а+,Ву+Я/щ 3 у; С 1 =-1/щф; Сг =уР/вР(вф+ ма),а значение 1 г находилось из выражения:Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить согласование произвольных импедансов последовательно на произвольном количестве й частот с помощью одного согласующего устройства вместо й блоков путем переключения одного диода вместо й переключений блоков, что существенно упроща-, ет согласование и расширяет класс согласующих импедансов,Формула изобретения Способ последовательного согласования импедансов в диапазоне дискретных частот, заключающийся в том, что между согласуемым элементом со стороны входа и согласуемым элементом со стороны выхода включают постоянные реактивные элементы, о т л и ч а- ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения согласования при одновременном расширении класса согласуемых импедансов, включают гальванически соединенные независимые постоянные реактивные элементы в количестве 2 ч, где й - количество дискретных частот, между третьим и четвертым независимыми постоянными реактивными элементами от согласуемого элемента со стороны входа включают элемент с переменным импедансом, при этом входной импеданс 2 М независимых постоянных реактивных элементов, элемента с переменным импедансом и согласуемого элемента со стороны выхода определяют по соотношению2 вх 42 Щ +Д/(1 +3 Щ)где аф, у- действительные коэффициенты, зависящие от.первых от согласуемого элемента со стороны входа трех постоянных независимых реактивных элементов и равные(р л(л3= Иа/о 2-йуФ)(4 сйаА Ай, Ю +ха -хЧЧ =т) + 1- входной импеданс 2 Й-З 10 независимых постоянных реактивных элементов, начиная с 4-го от согласуемого элемента со стороны входа независимого постоянного реактивного элемента, элемента с переменным импедансом и согласуемо го элемента со стороны выхода, причемт) и Ф) определяются из следующих равенств;201,Ц 1 1 ф ьРф (1 1 ЦФ Ф+Р) к 4Я ф б),+й,х х. фб+Р ., (Х,-Х;,+ Я (Х ,-М,ф,=О)= З,Ф.- М25 У Ь Д Я 4,)/й,С-О, ЯЯ/"30где Я, -Х - действительные и мнимые составляющие согласуемого импеданса со стороны входа: ) - индекс, определяющий номер частоты, и осуществляют согласова-. З 5 ние путем изменения импеданса элемента спеременным импедансом,1778827 ектор М.Петрова Т.Орловская е аказ 4197 Тираж ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Раушскаяводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тавител ред М.М А,Головковгентал дписноеи открытиям при ГКНТ Сб., 4/5