Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2472259

(19)

RU

(11)

2472259

(13)

C1

(51) МПК H01P5/12 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011133729/07, 10.08.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

10.08.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 10.08.2011

(45) Опубликовано: 10.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: SU 1798840 A1, 28.02.1993. SU 807415 A1, 23.02.1981. RU 2258280 A, 10.08.2005. RU 2022421 С1, 30.10.1994. RU 2324266 С2, 10.05.2008. SU 496625 A1, 25.12.1975. RU 2137264 С1, 10.09.1999. US 3530407 A1, 22.09.1970. US 4577167 A1, 18.03.1986. US 4901042 A1, 13.02.1990.

Адрес для переписки:

630092, г.Новосибирск 92, пр-кт К. Маркса, 20, ГОУ ВПО НГТУ

(72) Автор(ы):

Плавский Леонид Григорьевич (RU),

Шауро Геннадий Семенович (RU),

Яковлева Мария Владимировна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" (RU)

(54) ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот, в качестве схем сложения транзисторных усилителей мощности, используемых в предварительных и оконечных каскадах. Делитель мощности содержит входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к выходным плечам, где между выходными плечами включен балластный резистор, в одно выходное плечо введен фильтр верхних частот, а в другое - отрезок линии передачи длиной /8, являющийся фильтром нижних частот. Техническим результатом является обеспечение расширения полосы КСВН входа делителя мощности при любых значениях сопротивления нагрузки, за счет обеспечения свойства квадратурности в широкой полосе частот. 5 ил.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в качестве схем сложения транзисторных усилителей мощности (УМ), используемых в предварительных и оконечных каскадах. Область применения - дециметровый, метровый и нижняя часть сантиметрового диапазона.

Известен делитель мощности, содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи (ОЛП) к выходным плечам, при этом между выходными плечами включен балластный резистор, а к его средней точке подключен шлейф, короткозамкнутый на конце (а.с. 1798840, СССР, Н01Р 5/12).

Однако в указанном делителе мощности коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входа равно КСВН нагрузки. В связи с этим, такое устройство не предназначено для работы с рассогласованными нагрузками.

Кроме того, известен делитель мощности (Гурова И.И. Влияние частотных свойств СВЧ-мостов на широкополосность усилительных каскадов со сложением мощности // Известия вузов, 1974, том 17, 10), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые (ОЛП) к выходным плечам, где между ними включен балластный резистор, при этом на одном из выходов подключен четвертьволновый ОЛП.

Однако указанный делитель мощности обладает свойством квадратурности лишь на центральной частоте диапазона (f 0 ), и КСВН входа имеет узкую полосу при любых значениях сопротивления нагрузки (R н ).

Задачей предлагаемого изобретения является расширение полосы КСВН входа делителя мощности при любых значениях R н , за счет обеспечения свойства квадратурности в широкой полосе частот.

Поставленная задача достигается тем, что в известном делителе мощности, содержащем входное плечо, подключенное через четвертьволновые ОЛП к выходным плечам, где между ними включен балластный резистор, в одно выходное плечо введен фильтр верхних частот (ФВЧ), а в другое - ОЛП длиной /8, являющийся фильтром нижних частот (ФНЧ).

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 изображено изменение набега фазы от частоты; на фиг.3 изображено отклонение разности фаз выходов от значения 1,57 рад; на фиг.4 - КСВН третьего плеча при рассогласованной нагрузке в 300 м; на фиг.5 - КСВН третьего плеча при рассогласованной нагрузке в 100 Ом.

Предлагаемый делитель мощности (фиг.1) содержит:

Входное плечо (1), подключенное через четвертьволновые ОЛП (2) к выходным плечам (3, 4), где между выходными плечами включен балластный резистор (5). ОЛП длиной /8 (6) подключен к выходному плечу 4. Этот отрезок длиной /8 (6) выполняется из ОЛП, соответствует электрической длине 45°, выполняет роль ФНЧ. Описан в: Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ. Согласующие цепи и цепи связи. М., Связь, 1972, том I, 222 с. ФВЧ (7) дуален по отношению к ФНЧ, подключается к выходному плечу 3. ФВЧ (7) представляет собой три конденсатора, включенных последовательно, между ними - две катушки индуктивности, закороченные на землю. ФВЧ описан в: Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ. Согласующие цепи и цепи связи. М., Связь, 1972, том I, 222 с. Нагрузка (8, 9) подключается к 6 и 7 соответственно.

Делитель мощности работает следующим образом:

Если в одно из плеч делителя мощности (ДМ) включить ОЛП длиной /8 (6), что соответствует набегу фазы - 45°, а в другую структуру ФВЧ (7), имеющую положительное значение набега фазы, то ДМ будет обладать свойством квадратурности (фиг.2). То есть используется дуальная зависимость фазового набега в ФНЧ (6) и ФВЧ (7). Таким образом, разность фаз между двумя выходами будет составлять 90° на средней частоте диапазона, что обеспечивает квадратурность, а разность фаз ( )в полосе частот будет меняться по закону:

где f - текущая частота рабочего диапазона;

f 0 - центральная частота рабочего диапазона.

Изменение набега фазы от частоты для такой комбинации приведено на фиг.2. В связи с этим, свойство квадратурное, то есть обеспечение равенства разности фаз на выходных нагрузках R н , будет наблюдаться в более широкой полосе частот.

Таким образом, для прототипа свойства квадратурное нарушаются при расстройке от центральной частоты - фиг.3, где проиллюстрировано отклонение разности фаз выходов от значения 90º (или 1,57 рад) при частотной расстройке f/f 0 (здесь f - текущее значение частоты), для R н =10R входа , где R входа - сопротивление со стороны входа. Из фиг.3 видно, что для прототипа квадратурность обеспечивается лишь в относительно узкой полосе частот, по сравнению с предлагаемым ДМ.

Если рассмотреть пример с частотой f 0 =1 ГГц при работе на рассогласованную нагрузку в 30 Ом (фиг.4), то для уровня КСВН=1,25:

прототип обладает относительной полосой W=26%;

предлагаемый ДМ обладает относительной полосой W=40%.

При работе на рассогласованную нагрузку в 100 Ом (фиг.5) для уровня КСВН=1,25:

прототип обладает относительной полосой W=35%;

предлагаемый ДМ обладает относительной полосой W=60%.

Таким образом, предлагаемое решение обеспечивает расширение полосы КСВН входа делителя мощности при любых значениях R н , за счет обеспечения свойства квадратурности в широкой полосе частот.

Формула изобретения

Делитель мощности, содержащий входное плечо, подключенное через четвертьволновые отрезки линии передачи к выходным плечам, где между выходными плечами включен балластный резистор, отличающийся тем, что в одно выходное плечо введен фильтр верхних частот, а в другое - отрезок линии передачи длиной /8, являющийся фильтром нижних частот.

РИСУНКИ