CZ288707B6

CZ288707B6 - Ústrojí fázového řízení

Info

Publication number: CZ288707B6
Application number: CZ1999233A
Authority: CZ
Inventors: Shem-Tov Levi
Original assignee: Skygate International Technology N. V.
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 2001-08-15
Also published as: WO1998005089A1; AU6530096A; IL128130A; DE69606785D1; HUP9903504A2; CZ23399A3; CA2262005A1; EP0916168A1; BG103101A; HUP9903504A3; ES2145469T3; EA001390B1; GR3033477T3; CA2262005C; ID17528A; ATE189941T1; AU728996B2; EP0916168B1; US6498545B1; BG63025B1

Abstract

stroj (60) f zov ho ° zen obsahuje mno inu elektricky vz jemn propojen²ch prvk (62) f zov ho posuvu a mno inu sp na (66), elektricky vz jemn propojen²ch prost°ednictv m mno iny prvn ch spojovac ch veden (68) a mno iny druh²ch spojovac ch veden (70). Mno ina sp na (66) je elektricky p°ipojena k mno in prvk (62) f zov ho posuvu prost°ednictv m mno iny druh²ch spojovac ch veden (70).\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká obecně ústrojí pro fázové řízení, a zejména takových ústrojí pro fázové řízení, která jsou uplatňována jako sfázované anténní soustavy.

Dosavadní stav techniky

Ústrojí fázového řízení hrají významnou úlohu při konstrukci radarů a všeobecně ve sdělovací technice, a to zejména pak v satelitní sdělovací technice.

Z dosavadního stavu techniky jsou známy rovinné sfázované anténní soustavy pro komunikaci se satelity, které je možno namontovat na pohyblivé platformy. Pro určitá uplatnění mohou rovinné sfázované anténní soustavy obsahovat několik stovek vyzařujících prvků. Výsledkem toho je nezbytnost využití odpovídajících několika stovek posouvačů fáze, a to jednoho posouvače fáze pro každý vyzařující prvek. Vzhledem k vysokému počtu požadovaných posouvačů fáze jsou 20 sfázované anténní soustavy jako takové potom velice nákladné.

Z toho vyplývá, že existuje potřeba snížení počtu posouvačů fáze, požadovaných pro daný počet vyzařujících prvků sfázované soustavy.

Podstata vynálezu

V následujícím popisu a v přiložených patentových nárocích jsou popisovány posouvače fáze a ústrojí fázového řízení, které jsou uplatňovány u sfázovaných anténních soustav.

Toto je provedeno pouze z důvodů jasnosti popisu a nemůže to být žádným způsobem vykládáno jako omezující prvek ústrojí fázového řízení podle tohoto vynálezu, které může být využíváno v jakémkoliv systému, který má větší počet vstupních/výstupních bran se signály, vyžadujícími řízení jejich relativních fází. Při popisování posouvačů fáze je poukazováno zejména na prvky 35 fázového posuvu a na spínače, které vytvářejí posouvače fáze, jelikož snížení počtu posouvačů fáze, vyžadovaných pro daný úkol, vede i ke snížení počtu příslušných prvků fázového posuvu a spínačů.

Úkolem tohoto vynálezu je proto vyvinout ústrojí fázového řízení, u kterého by došlo ke snížení 40 počtu posouvačů fáze, požadovaných pro dané uplatnění v porovnání se způsoby, známými z dosavadního stavu techniky. Kromě uvedeného snížení počtu prvků fázového posuvu a spínačů je dalším úkolem tohoto vynálezu zjednodušení výsledné stavby, přičemž je snížený počet prvků fázového posuvu oddělen od sníženého počtu spínačů, což má velice důležitý význam při miniaturizaci čipů.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu bylo vyvinuto ústrojí fázového řízení pro poskytování četných fázových hodnot, přičemž toto ústrojí obsahuje:

množinu elektricky vzájemně propojených prvků fázového posuvu, a množinu spínačů, elektricky vzájemně propojených prostřednictvím množiny prvních spojovacích vedení a množiny druhých spojovacích vedení, přičemž je množina spínačů elektricky připojena k množině prvků fázového posuvu prostřednictvím množiny druhých spojovacích vedení.

- 1 CZ 288707 B6

Prvky fázového posuvu a spínače mohou být s výhodou rozděleny do jednotek fázového řízení, přičemž jsou prvky fázového posuvu v každé jednotce fázového řízení elektricky vzájemně propojeny, a spínače v každé jednotce fázového řízení jsou elektricky vzájemně připojeny pouze ke spínačům v rámci jednotky fázového řízení a k prvkům fázového posuvu jednotky fázového řízení.

Všechny jednotky fázového řízení mohou být s výhodou zapojeny paralelně.

Alternativně mohou být všechny jednotky fázového řízení zapojeny do série.

Rovněž tak mohou být alternativně některé z jednotek fázového řízení s výhodou zapojeny do série, zatímco jiné mohou být zapojeny paralelně.

Rovněž mohou být jednotky fázového řízení s výhodou připojeny ke spínačům další jednotky fázového řízení.

U specifického výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu jsou prvky fázového posuvu, spínače a první spojovací vedení umístěny na jedné straně dielektrické desky, zatímco druhá spojovací vedení jsou umístěna na opačné straně uvedené dielektrické desky.

V souladu s jiným výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu pak ústrojí fázového řízení dále obsahuje v vrstveném uspořádání množinu dielektrických desek, z nichž každá má přední a zadní čelní plochu, přičemž množina prvků fázového posuvu, množina spínačů, množina prvních spojovacích vedení a množina druhých spojovacích vedení jsou uspořádány na čelních plochách dielektrických desek.

V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu jsou prvky fázového posuvu zapojeny do série.

V souladu s jiným výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu jsou prvky fázového posuvu zapojeny paralelně.

Přehled obrázků na výkresech

Pro lepší porozumění bude předmět tohoto vynálezu v dalším popsán formou neomezujících příkladných provedení, a to s odkazem na přiložené výkresy, kde:

obr. 1 znázorňuje ilustrativní blokové schéma sfázované anténní soustavy, kde je každý vyzařující prvek připojen k posouvači fáze;

obr. 2 znázorňuje typické uspořádání M-stupňového posouvače fáze;

obr. 3a znázorňuje jediný posouvač fáze z M-stupňového posouvače fáze ve stavu „vypnuto“;

obr. 3b znázorňuje jediný posouvač fáze z M-stupňového posouvače fáze ve stavu „zapnuto“;

obr. 4a a obr. 4b znázorňují terminologii pro počítání počtu spínačů;

obr. 5 znázorňuje ilustrativní blokové schéma sfázované anténní soustavy se spínacím okruhem a s jednotkou fázového posuvu;

obr. 6 znázorňuje strukturální uspořádání ústrojí fázového řízení;

-2CZ 288707 B6 obr. 7 znázorňuje axonometrický pohled na část ústrojí fázového řízení v souladu s jedním provedením předmětu tohoto vynálezu;

obr. 8 znázorňuje ilustrativní blokové schéma ústrojí fázového řízení;

obr. 9 znázorňuje ilustrativní blokové schéma, zobrazující kompenzaci fázového posuvu u ústrojí fázového řízení v souladu s jedním provedením předmětu tohoto vynálezu;

obr. 10 znázorňuje ilustrativní blokové schéma ústrojí fázového řízení s paralelně zapojenými jednotkami fázového posuvu; a obr. 11 znázorňuje kaskádovité uspořádání sériově zapojených ústrojí fázového řízení.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno ilustrativní blokové schéma sfázované anténní soustavy 1, obsahující počet N vyzařujících prvků 2, označených Rl (přičemž I = 1, ...., N), přičemž každý vyzařující prvek 2 je připojen prostřednictvím odpovídajícího posouvače 4 fáze k výkonovému děliči/slučovači 6. Jelikož posouvač 4 fáze je připojen ke každému vyzařujícímu prvku 2, je zde celkový počet N posouvačů 4 fáze, označených PI (přičemž 1=1,...., N).

Na obr. 2 je schematicky znázorněn mnohostupňový M-stupňový posouvač 10 fáze, obsahující počet M prvků 12 fázového posuvu, označených PEJ (J = 1, .... , M), referenčních prvků 22, spínačů 14 pro zapojení buď prvků 12 fázového posuvu, nebo referenčních prvků 22 do elektrické cesty mezi vstupními/výstupními branami 20, řídicích jednotek 16 pro ovládání spínačů a řídicí přípojnici či sběrnici 18, připojenou k řídicím jednotkám j_6.

Každý prvek 12 fázového posuvu přivádí různý fázový posuv do proudu, který jím protéká, a to ve vztahu k proudu, který protéká odpovídajícím jedním z referenčních prvků 22.

Na obr. 3a je znázorněn jeden posouvač 30 fáze z mnohostupňového posouvače fáze takového typu, jaký je znázorněn na vyobrazení podle obr. 2, a to ve „vypnutém“ stavu, přičemž je určitá fáze přiváděna do proudu, protékajícího referenčním prvkem 22. Proud vstupuje do spínače a vystupuje ze spínače spínačovými vstupními/výstupními branami 31·

Na druhé straně je na obr. 3b je znázorněn jeden posouvač 30 fáze v „zapnutém“ stavu, přičemž je odlišná fáze přiváděna do proudu, proudícího prvkem 12 fázového posuvu. Tento jediný posouvač 30 fáze obsahuje dva výstupní a dva vstupní spínače 14, přičemž každý z nich může sloužit jako vstupní spínač nebo jako výstupní spínač, jelikož posouvač fáze je obousměrný.

Terminologie počítání počtu spínačů je znázorněna na obr. 4a a na obr. 4b.

Na obr. 4a jsou znázorněny dva spínače, jelikož okruh 40 může být uveden do elektrického spojení se dvěma okruhy 41 a 42, zatímco na obr. 4b je znázorněn pouze jediný spínač, jelikož okruh 40 může být uveden do elektrického kontaktu pouze s jediným okruhem 43.

U jednosměrného posouvače fáze může být počet spínačů snížen nahrazením jeho dvou výstupních spínačů vyváženým kombinačním obvodem, což však vede ke ztrátám v tomto kombinačním obvodu. Avšak jednosměrný posouvač fáze, je-li použit v obousměrném uplatnění, přidává alespoň dva spínače, které jsou externími spínači k posouvači fáze (viz například britský patentový spis GB 2 158 997 A).

-3 CZ 288707 B6

Na druhé straně však u některých uplatnění, jako u nízkopropustných vysokopropustných posouvačů fáze, je nanejvýše šest spínačů. Obecně lze říci, že běžné posouvače fáze mají dva až šest spínačů. V následujícím popise bude řeč o posouvačích fáze, které mají čtyři spínače.

Vrátíme-li se nyní zpět k M-stupňovému posouvači fáze podle vyobrazení na obr. 2, je zcela jasné, že obsahuje celkem 4M spínačů. Počet P fázových kombinací, které lze získat z Mstupňového posouvače fáze je dán vztahem

P = 2^m.

Tento vztah je možno odvodit spočítáním počtu kombinací „zapnutého“ a „vypnutého“ stavu z počtu M jednotlivých posouvačů fáze, které obsahuje M-stupňový posouvač fáze. Jelikož u sfázované anténní soustavy, ať už je lineární, nebo rovinná, je obsažen počet N odděleně řízených vyzařujících prvků, z nichž každý je připojen k M-stupňovému posouvači fáze, je zde celkový počet 4MN spínačů a MN prvků fázového posuvu.

A navíc každý M-stupňový posouvač fáze poskytuje fázovou hodnotu o velikosti 2^M, takže dává celkové množství 2^MN fázové hodnoty pro celou anténu. U sfázovaných anténních soustav obecně, a zejména u mikrovlnných sfázovaných anténních soustav a u sfázovaných anténních soustav s milimetrovými vlnami, existuje velký počet vyzařujících prvků a tím i odpovídající velký počet posouvačů fáze.

Velký počet posouvačů fáze (u shora uvedeného příkladu jde o počet N M-stupňových posouvačů fáze) vede ktomu, že nejenže je anténa příliš drahá, ale způsobuje rovněž i nadbytečnou konstrukci sfázované anténní soustavy v důsledku přítomnosti velkého množství identických prvků fázového posuvu.

Předmět tohoto vynálezu snižuje počet spínačů a počet prvků fázového posuvu, požadovaný pro danou sfázovanou anténní soustavu, a to provedením jedné sady prvku fázového posuvu, kterou využívají všechny vyzařující prvky. Toho je dosaženo připojením uvedené sady prvků fázového posuvu k systému spínačů, který je dále připojen k vyzařujícím prvkům sfázované anténní soustavy.

Pozornost bude nyní věnována vyobrazení na obr. 5, kde je znázorněno ilustrativní blokové schéma sfázované anténní soustavy 50, která obsahuje počet N vyzařujících prvků 51. označených jako Rl (přičemž 1=1, ...., N), z nichž každý je připojen ke spínacímu okruhu 52, který je dále připojen k jednotce 53 fázového posuvu. Spínací okruh 52 a jednotka 53 fázového posuvu spolu dohromady představují zařízení pro fázové řízení podle tohoto vynálezu.

Na obr. 6 je znázorněna struktura ústrojí 60 fázového řízení v souladu s jedním provedením předmětu tohoto vynálezu. Jednotka 53 fázového posuvu v souladu s tímto provedením obsahuje větší množství prvků 62 fázového posuvu, sériově zapojených prostřednictvím spojovacích vedení 64. Zde je nutno poznamenat, že prvky 62 fázového posuvu mohou být jakékoliv vhodné pasivní nebo aktivní součástky nebo jejich kombinace.

Spínací jednotka 52 obsahuje množinu spínačů 66, připojených na jedné straně u prvních terminálů 67 k množině prvních spojovacích vedení 68, a na druhé straně u druhých terminálů 69 k množině druhých spojovacích vedení 70, znázorněných na obr. 6, čárkovanými čarami. Zde je nutno poznamenat, že na vyobrazení jsou první terminály 67 znázorněny jako spoje s prvními spojovacími vedeními 68.

Dále je nutno ještě poznamenat, že množina prvních spojovacích vedení 68 fyzicky neprotíná množinu druhých spojovacích vedení 70. Toho je možno v souladu s jedním provedením

-4CZ 288707 B6 předmětu tohoto vynálezu dosáhnout umístěním množiny prvních spojovacích vedení 68 a množiny druhých spojovacích vedení 70 v oddělených samostatných rovinách.

V souladu se specifickým provedením předmětu tohoto vynálezu jsou tyto dvě roviny v podstatě rovnoběžné. Na základě požadavku může být prostor mezi těmito dvěma rovinami vyplněn dielektrickou deskou. Množina druhých spojovacích vedení 70 je znázorněna čárkovanými čarami, což má označovat, že leží v odlišné rovině, než množina prvních spojovacích vedení 68 u tohoto specifického provedení předmětu vynálezu.

Spínače 66 jsou znázorněny tak, že jsou ve stejné rovině, jako první spojovací vedení 68. takže elektrického spojení mezi spínači 66 a druhými spojovacími vedeními 70 je možno dosáhnout mezirovinnými spojovacími vedeními (na vyobrazení neznázoměno), připojenými k druhým terminálům 69. K prvním spojovacím vedením 68 jsou připojeny vstupní/výstupní brány 72 spínací jednotky, které jsou v případě sfázované soustavy připojeny k vyzařujícím prvkům pro vyzařování a přijímání elektromagnetického záření.

Jednotka 53 fázového posuvu má na jednom konci vstupní/výstupní, bránu 74 a je připojena k množině druhých spojovacích vedení 70 prostřednictvím mezirovinných spojovacích vedení (na vyobrazení neznázoměno), připojených ke třetím terminálům 76.

Za účelem porovnání počtu prvků fázového posuvu a spínačů, které jsou požadovány při používání ústrojí 60 fázového řízení na rozdíl od počtu N individuálních M-stupňových konvenčních posouvačů fáze, jak je znázorněno na obr. 1, se předpokládá, že na obr. 6 je počet N vstupních/výstupních bran 72, a že je zde počet 2^M prvků 62 fázového posuvu. Z toho vyplývá, že je zde počet 2^MN spínačů v ústrojí 60 fázového řízení.

Takže úspora počtu spínačů při použití ústrojí 60 fázového řízení v porovnání s konvenčním M stupňovým posouvačem fáze je

AS = 4MN - 2^mN, přičemž úspora počtu prvků fázového posuvu činí

ΔΡ = ΜΝ - 2^m.

Například pokud Ν = 1 000 a M = 3, potom

AS = 12 000 - 8 000 = 4 000 a

ΔΡ = 3 000 - 8 = 2 992.

Na obr. 7 je znázorněn axonometrický pohled na část ústrojí 60 fázového řízení v souladu s takovým provedením předmětu tohoto vynálezu, u kterého jsou první spojovací vedení 68 a druhá spojovací vedení 70 umístěna v odlišných rovinách. Každý druhý terminál 69, znázorněný na obr. 6, je představován dvojicí druhých terminálů 69a a 69b. jak je znázorněno na obr. 7, které jsou spojeny mezirovinnými spojovacími vedeními 80. znázorněnými na obr. 7 tečkovanými čarami.

Spínače 66, první spojovací vedení 68 a prvky 62 fázového posuvu spolu se vstupní/výstupní branou 74 jednotky fázového posuvu jsou znázorněny tak, že jsou umístěny v „horní rovině“ 82, zatímco druhá spojovací vedení 70 jsou znázorněna tak, že jsou umístěna v „dolní rovině“ 84. Výrazy „horní“ a „dolní“ jsou zde použity pouze pro účely ilustrace ústrojí 60 fázového řízení,

-5CZ 288707 B6 zobrazeného na obr. 7, a nevyjadřují skutečnou orientaci ústrojí fázového řízení v praxi, které může mít jakoukoliv požadovanou orientaci.

Každý třetí terminál 76, vyobrazený na obr. 6, sestává ze dvojice třetích terminálů 76a a 76b. jak je znázorněno na obr. 7, které jsou spojeny mezirovinnými spojovacími vedeními 80. „Horní rovinou“ 82 a „dolní rovinou“ 84 mohou být například opačné čelní plochy dielektrické desky, přičemž mezirovinná spojovací vedení 80 mohou procházet otvory, vyvrtanými v této dielektrické desce.

Ačkoliv jsou množina prvních spojovacích vedení 68 a množina druhých spojovacích vedení 70 s výhodou umístěny v samostatných rovinách tak, že mezi nimi není žádný přímý kontakt, mohou být spínače 66 a prvky 62 fázového posuvu umístěny buď obojí v „horní rovině“ 82, jak je na obr. 7 vyobrazeno, nebo obojí v „dolní rovině“ 84, nebo mohou být jedny umístěny v „horní rovině“ 82 a druhé v „dolní rovině“ 84.

Zde je nutno zdůraznit, že rozmístění různých prvků a součástí, to jest spínačů 66, prvků 62 fázového posuvu, spojovacích vedení 64, prvních spojovacích vedení 68 a druhých spojovacích vedení 70 nemusí být nezbytně vymezeno pouze na opačné čelní strany jediné dielektrické desky, a že ústrojí fázového řízení podle předmětu tohoto vynálezu může být rovněž uskutečněno umístěním různých prvků na množinu dielektrických desek, uspořádaných v kusovité vrstvené formaci, jak je velmi dobře známo u konstrukce čipů. Rozmístění shora uvedených součástek mezi různými dielektrickými deskami se může měnit v závislosti na příslušném požadovaném uplatnění.

Funkce ústrojí fázového řízení pro sériově zapojenou jednotku fázového posuvu bude vysvětlena s odkazem na vyobrazení podle obr. 8, kde je znázorněno schematické blokové schéma ústrojí 90 fázového řízení, které má vstupní/výstupní bránu 91. sériově zapojenou jednotku 92 fázového posuvu, obsahující tři prvky 93 fázového posuvu, které jsou označeny PSI, PS2 a PS3, a spínací jednotku 94, která obsahuje dvacet spínačů 95, které jsou označeny SIJ (přičemž 1=1,...., 4 a J = 1,...., 5), a pět vstupních/výstupních bran 96, které jsou označeny AJ (přičemž J = 1,...., 5).

Hodnoty fázových posuvů, dosažených pomocí prvků fázového posuvu, budou označeny psK (přičemž K = 1, 2, 3), to znamená, že prvek PSI fázového posuvu způsobí fázový posuv o hodnotě psi atd.

Předpokládejme z důvodů jasnosti takovou situaci, kdy je proud přiváděn vstupní/výstupní branou 91 (která se stane vstupní branou v tomto režimu provozu), a kdy proudy s různými fázemi jsou získávány na vstupních/výstupních branách 96, které u tohoto režimu provozu plní úlohu výstupních bran. Při popisu v provozu ústrojí fázového řízení bude předpokládáno, že pokud není stanoveno jinak, jsou všechny spínače 95 vypnuty (to znamená, že jsou ve stavu „vypnuto“), takže jde o rozpojené obvody, kterými neprochází žádný proud.

Za účelem uplatnění proudu s fázovým posuvem o velikosti ps3 na bráně A5 je zapojen pouze spínač S35 (to znamená, že je z polohy „vypnuto“ převeden do polohy „zapnuto“). Obdobně pak za účelem uplatnění proudu s fázovým posuvem o velikosti ps3 na bráně A4 je zapnut pouze spínač S34. Jinými slovy lze říci, že za účelem uplatnění proudu s fází ps3 na výstupní bráně AJ (přičemž J = 1,...., 5) je zapnut pouze spínač S3J (přičemž J = 1,...., 5).

Za účelem uplatnění proudu s fází ps2 + ps3 na bráně A5 musí vstupní proud procházet oběma prvky PS2 a PS3 fázového posuvu, přičemž je zapnut pouze spínač S25. Obecně tedy pro uplatnění proudu sfází ps2 + ps3 na bráně AJ je pak zapojen pouze spínač S2J (přičemž J = 1,...., 5). Obdobně pak za účelem uplatnění proudu s fází psi + ps2 + ps3 na bráně AJ je potom zapnut pouze spínač SIJ (přičemž J = 1,...., 5).

-6CZ 288707 B6

Všechny fáze jsou měřeny vzhledem k fázi proudu na vstupní bráně 91. Je jasné, že spojovací vedení 100 a 102 rovněž poskytují fázové posuvy o různých velikostech, v závislosti na tom, které spínače jsou zapnuty. Je-li například zapnut spínač S15, prochází proud poměrně krátkou délkou spojovacího vedení 102. Je-li na druhé straně zapnut spínač Sil, pak proud prochází přes plnou délku spojovacího vedení 102. Proto délky spojovacích vedení, připojujících spínače ke spojovacím vedením 100 a 102, mohou být vhodně voleny za účelem kompenzace fázových posuvů, k nimž dochází při průchodu proudu spojovacími vedeními 100 a 102.

Jeden možný přístup k fázové kompenzaci je schematicky znázorněn na obr. 9, kde je vyobrazeno blokové schéma stejného ústrojí 90 fázového řízení, jaké je zobrazeno i na obr. 8, pouze s tím rozdílem, že do spojovacích vedení, připojujících spínače, byly zapojeny prvky 106 kompenzace fázového posuvu. Zde je nutno zdůraznit, že umístění prvků 106 kompenzace fázového posuvu není v praxi omezeno pouze na taková umístění, jaká jsou znázorněna na obr. 9, přičemž jedinou podmínkou je to, aby byla prováděna správná kompenzace fázového posuvu.

Přestože byly prvky 106 kompenzace fázového posuvu znázorněny jako samostatné délkové dráhy, je nutno zdůraznit, že kompenzace fázového posuvu může být prováděna jakýmikoliv vhodnými součástmi fázového posuvu. Obdobně pak může být vhodná kompenzace fázového posuvu zapojena i do blokových schémat podle obr. 6 a podle obr. 7.

Zařízení pro fázové řízení podle tohoto vynálezu bylo zobrazeno a popsáno se sériově zapojenou jednotkou fázového posuvu. Avšak prvky fázového posuvu mohou být pochopitelně rovněž zapojeny paralelně.

Na obr. 10 je znázorněno ilustrativní blokové schéma ústrojí 120 fázového řízení s paralelně zapojenou jednotkou 122 fázového posuvu, která má paralelně zapojené prvky 123 fázového posuvu, společně zapojené ke vstupu/výstupu 124. Z ilustrativních důvodů byla spínací jednotka 126, mající spínače 128 a vstupní/výstupní brány 129, zvolena tak, že je identická se spínací jednotkou 94 podle obr. 8. Z ilustrativních důvodů rovněž nebyly zvláštní délkové dráhy, používané pro kompenzaci fázového posuvu, jak bylo shora popsáno, znázorněny na obr. 10.

V případě příslušného požadavku je možno vytvořit paralelní zapojení sériově zapojených jednotek fázového posuvu. To může být například učiněno pro sériově zapojenou jednotku fázového posuvu, znázorněnou na obr. 9, paralelním zapojením vstupních/výstupních bran 91.

V situacích, kdy je požadován velký počet vstupních/výstupních bran spínacích jednotek ústrojí fázového řízení, bývá někdy výhodné využít kaskádovitého uspořádání ústrojí fázového řízení.

V jiných situacích zase bývá výhodné zapojit ústrojí fázového řízení paralelně nebo do série, nebo v příslušných kombinacích. Za tím účelem bývá používána taková jednotka fázového řízení, z níž je možno zkonstruovat ústrojí fázového řízení. Jinými slovy lze říci, že prvky fázového posuvu a spínače mohou být rozděleny do jednotek fázového řízení, prvky fázového posuvu v každé jednotce fázového řízení mohou být vzájemně elektricky propojeny, a spínače každé jednotky fázového řízení mohou být elektricky vzájemně propojeny pouze se spínači v rámci stejné jednotky fázového řízení a se stejnými prvky fázového posuvu.

Kaskádovité uspořádání jednotek fázového řízení může obsahovat jednotky fázového řízení buď se sériově, nebo s paralelně zapojenými jednotkami fázového posuvu.

Na obr. 11 je znázorněno ilustrativní blokové schéma kaskádovitého uspořádání jednotek fázového řízení se sériově zapojenými jednotkami fázového posuvu. Jsou zde znázorněny čtyři jednotky ,140, 160, 180 a 200 fázového řízení, z nichž každá obsahuje příslušné spínací jednotky 142, 162, 182 a 202, opatřené příslušnými vstupními/výstupními branami 144, 164, 184 a 204,

-7CZ 288707 B6 a jednotky fázového posuvu 146, 166. 186 a 206, opatřené příslušnými vstupnímí/výstupními branami 147,167,187 a 207.

Vstupní/výstupní brány 204 jednotek 200 fázového řízení jsou připojeny k odpovídajícím 5 vstupním/výstupním branám 147, 167 a 187 jednotek 140, 160 a 180 fázového řízení, jak je znázorněno na obr. 11.

U specifického uplatnění sfázované anténní soustavy je dvanáct vstupních/výstupních bran 144, 164 a 184 připojeno k vyzařujícím prvkům sfázované anténní soustavy, přičemž vstupní/výstupní io branou 207 je vstupní/výstupní brána rádiového kmitočtu kaskádovitých spínacích jednotek.

Jednotky 146, 166 a 186 fázového posuvu mohou (avšak nemusejí) být identické, přičemž jednotka 206 fázového posuvu bývá obvykle odlišná od každé z jednotek 146, 166 a 186 fázového posuvu.

U jednoho výhodného uplatnění pak jednotky 146, 166 a 186 fázového posuvu poskytují malé fázové posuvy, například 5°, 10° a 15°, přičemž jednotka 206 fázového posuvu poskytuje velké fázové posuvy, například 30°, 60° a 90°. Kaskádovité uspořádání jednotek fázového posuvu umožňuje vytvářet fázové posuvy, které jsou kombinacemi malých a velkých fázových posuvů.

U jiného uplatnění předmětu tohoto vynálezu pak jednotky 146, 166 a 186 poskytují velké fázové posuvy, zatímco jednotka 206 poskytuje malé fázové posuvy.

Na obr. 11 je znázorněna pouze jedna možnost kaskádovitého uspořádání ústrojí fázového řízení, 25 která ovšem není pochopitelně omezena pouze za zobrazené uspořádání, neboť může být opatřena jakýmkoliv počtem vstupních/výstupních bran a jakýmkoliv počtem jednotek fázového řízení. Kromě toho je na obr. 11 znázorněno jednostupňové kaskádovité uspořádání, které může být zcela samozřejmě generálizováno na vícestupňové kaskádovité uspořádání.

Jiná výhodná provedení mohou být zkonstruována například použitím tří jednotek 140, 160 a 180 fázového řízení ajejich elektrickým zapojením paralelně nebo do série. Takováto provedení nejsou omezena pouze na tři řídicí jednotky nebo pouze na řídicí jednotky se sériově zapojenými jednotkami fázového posuvu.

A navíc mohou být tato provedení zkonstruována na základě kombinace jednotek fázového řízení, z nichž některé mají sériově zapojené jednotky fázového posuvu, a některé mají paralelně zapojené jednotky fázového posuvu. Totéž platí o kaskádovitém uspořádání, kde může být jedna nebo více sériově zapojených jednotek fázového řízení, znázorněných na obr. 11, nahrazena paralelně zapojenými jednotkami fázového řízení.

Předmět tohoto vynálezu byl popsán s určitým stupněm specifičnosti, je však zcela pochopitelné, že mohou být prováděny jeho různé alternativy a modifikace, aniž by došlo k úniku z myšlenky nebo rozsahu vynálezu, nárokovaného v následujících patentových nárocích.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení pro poskytování četných fázových hodnot, vyznačující se tím, že obsahuje množinu elektricky vzájemně propojených prvků (62, 93, 123) fázového posuvu, a množinu spínačů (66, 95, 128), elektricky vzájemně propojených

-8CZ 288707 B6 prostřednictvím množiny prvních spojovacích vedení (68) a množiny druhých spojovacích vedení (70), přičemž je množina spínačů (66, 95, 128) elektricky připojena k množině prvků (62,

93, 123) fázového posuvu prostřednictvím množiny druhých spojovacích vedení (70).
2. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že množina prvků (62, 93, 123) fázového posuvu a množina spínačů (66, 95, 128) jsou rozděleny do jednotek (140, 160, 180, 200) fázového řízení, přičemž jsou prvky (62, 93, 123) fázového posuvu v každé jednotce (140, 160, 180, 200) fázového řízení elektricky vzájemně propojeny, a spínače (66, 95, 128) v každé jednotce (140, 160, 180, 200) fázového řízení jsou elektricky vzájemně připojeny pouze ke spínačům (66, 95, 128) v rámci jednotky (140, 160, 180, 200) fázového řízení a k prvkům (62, 93, 123) fázového posuvu jednotky (140, 160, 180, 200) fázového řízení.
3. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že jednotky (140, 160, 180, 200) fázového řízení jsou zapojeny paralelně.
4. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že jednotky (140, 160, 180,200) fázového řízení jsou zapojeny do série.
5. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že některé zjednotek (140, 160, 180, 200) fázového řízení jsou zapojeny do série, zatímco jiné jsou zapojeny paralelně.
6. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že jednotky (140, 160, 180, 200) fázového řízení jsou připojeny ke spínačům další jednotky fázového řízení.
7. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle kteréhokoliv ze shora uvedených nároků, vyznačující se tím, že množina prvků (62, 93, 123) fázového posuvu, množina spínačů (66, 95, 128) a množina prvních spojovacích vedení (68) jsou uspořádány na jedné straně dielektrické desky, zatímco množina druhých spojovacích vedení (70) je uspořádána na opačné straně této dielektrické desky.
8. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tí m, že dále obsahuje vrstvené uspořádání množiny dielektrických desek, z nichž každá má přední a zadní čelní plochu, přičemž množina prvků (62, 93, 123) fázového posuvu, množina spínačů (66, 95, 128), množina prvních spojovacích vedení (68) a množina druhých spojovacích vedení (70) jsou uspořádány na čelních plochách dielektrických desek.
9. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle kteréhokoliv ze shora uvedených nároků, vyznačující se tím, že množina prvků (62, 93, 123) fázového posuvu je zapojena do série.
10. Ústrojí (60, 90, 120) fázového řízení podle kteréhokoliv z nároků laž6, vyznačující se t í m , že množina prvků (62, 93, 123) fázového posuvu je zapojena paralelně.