RU128017U1

RU128017U1 - ANTENNA CONSENTING DEVICE

Info

Publication number: RU128017U1
Application number: RU2012151508/08U
Authority: RU
Inventors: Артем Валерьевич Кирякин; Дмитрий Николаевич Марченко; Юрий Алексеевич Попов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-05-10

Abstract

Антенно-согласующее устройство, содержащее согласующий контур, образуемый элементами трех или четырех магазинов реактивностей и подключенный выходом к клемме «Выход РЧ», первый коммутатор, подключенный первым входом к клемме «Вход РЧ» и подключенный первым выходом к входу согласующего контура, калибровочный резистор, подключенный ко второму выходу первого коммутатора, трансформатор тока, подключенный первым выводом первичной обмотки ко второму входу первого коммутатора, синтезатор частот, широкополосный усилитель, подключенный входом к аналоговому выходу синтезатора, двухканальный фильтр нижних частот, двухканальный преобразователь «аналог-цифра», подключенный входом синхронизации к импульсному выходу синтезатора и подключенный аналоговыми входами соответственно к выходам фильтра, двухканальный частотный конвертор, подключенный цифровыми входами соответственно к цифровым выходам преобразователя «аналог-цифра» и синтезатора, двухканальный цифровой фильтр, подключенный цифровыми входами к цифровым выходам частотного конвертора, двухканальное оперативное запоминающее устройство, подключенное цифровыми входами к выходам цифрового фильтра, микроконтроллер, подключенный портами последовательного и параллельного интерфейсов соответственно к клеммам «ДУ», к цифровым выходам оперативного запоминающего устройства и портам управления синтезатора, первого коммутатора и согласующего контура, отличающееся тем, что в него введены второй коммутатор, подключенный входами соответственно к клемме «Вход РЧ» и к выходу широкополосного усилителя и подключенный выходом ко второму выводу первичной об�An antenna matching device containing a matching circuit formed by elements of three or four reactivity magazines and connected by an output to the RF Output terminal, the first switch connected by the first input to the RF Input terminal and connected by the first output to the matching circuit input, a calibration resistor, connected to the second output of the first switch, a current transformer connected to the first input of the first switch to the second input of the first switch, a frequency synthesizer, a broadband amplifier connected to the input ohm to the analog output of the synthesizer, a two-channel low-pass filter, a two-channel analog-to-digital converter connected to the synchronization input to the pulse output of the synthesizer and connected to the filter outputs by analog inputs, a two-channel frequency converter connected to the digital outputs of the analog-to-digital converter digit ”and synthesizer, two-channel digital filter connected by digital inputs to the digital outputs of the frequency converter, two-channel operational a memory device connected by digital inputs to the outputs of a digital filter, a microcontroller connected by ports of serial and parallel interfaces respectively to the “DU” terminals, to the digital outputs of random access memory and the control ports of the synthesizer, the first switch and the matching circuit, characterized in that a second switch connected by inputs to the RF Input terminal and to the output of a broadband amplifier, respectively, and connected by an output to the second output of the primary

Description

Полезная модель относится к технике радиосвязи и может использоваться в широкодиапазонных радиопередатчиках для компенсации отклонений входного импеданса антенны от значения, при котором обеспечивается оптимальный режим работы усилителя мощности радиопередатчика.The utility model relates to radio communication technology and can be used in wide-band radio transmitters to compensate for deviations of the input impedance of the antenna from a value that ensures the optimal operation of the radio transmitter power amplifier.

Известно антенно-согласующее устройство [1], в котором компенсация отклонений входного импеданса антенны от требуемых значений осуществляется путем включения между выходом усилителя мощности и входом антенны соответствующего набора конденсаторов и катушек индуктивности из магазинов реактивностей, образующих согласующий контур.Known antenna matching device [1], in which the compensation of deviations of the input impedance of the antenna from the required values is carried out by switching between the output of the power amplifier and the antenna input of the corresponding set of capacitors and inductors from reactance shops forming a matching circuit.

Схема этого устройства приведена на фиг.1.A diagram of this device is shown in figure 1.

Устройство содержит согласующий контур 7, образуемый элементами трех или четырех магазинов реактивностей и подключенный выходом к-клемме «Выход РЧ», коммутатор 1, подключенный первым входом к клемме «Вход РЧ» и подключенный первым выходом к входу согласующего контура, калибровочный резистор 8, подключенный к второму выходу коммутатора, широкополосный усилитель с регулируемым усилением 10, трансформатор тока 11, включенный первичной обмоткой между выходом широкополосного усилителя и вторым входом коммутатора, синтезатор частот 3, подключенный первым выходом к входу широкополосного усилителя, двухканальный фильтр нижних частот 12, подключенный входами соответственно к выходам широкополосного усилителя и трансформатора тока, двухканальный преобразователь «аналог-цифра» 2, подключенный аналоговыми входами соответственно к выходам фильтра нижних частот и подключенный входом синхронизации к второму выходу синтезатора частот, двухканальный цифровой фильтр 5, подключенный цифровыми входами к выходам частотного конвертора 4, двухканальное оперативное запоминающее устройство 9, подключенное цифровыми входами к выходам цифрового фильтра, микроконтроллер 6, подключенный портами последовательного и параллельного интерфейса соответственно к клеммам «ДУ», цифровым выходам оперативного запоминающего устройства и портам управления синтезатора частот широкополосного усилителя, коммутатора и согласующего контура.The device contains a matching circuit 7 formed by elements of three or four reactivity magazines and connected by an output to the RF output terminal, switch 1 connected by the first input to the RF input terminal and connected by the first output to the input of the matching circuit, calibration resistor 8 connected to the second output of the switch, a broadband amplifier with adjustable gain 10, a current transformer 11 connected by the primary winding between the output of the broadband amplifier and the second input of the switch, frequency synthesizer 3, connect the first output to the input of a broadband amplifier, a two-channel low-pass filter 12, connected by inputs to the outputs of a broadband amplifier and current transformer, a two-channel analog-to-digital converter 2, connected by analog inputs to the outputs of the low-pass filter, and connected by the synchronization input to the second output frequency synthesizer, two-channel digital filter 5, connected by digital inputs to the outputs of the frequency converter 4, two-channel random access memory at 9, the digital inputs connected to the outputs of the digital filter, a microcontroller 6, connected serial ports and parallel respectively to the terminals "controller", the digital outputs of random access memory and control ports synthesizer broadband amplifier frequency switch and a matching circuit.

Необходимый набор реактивностей, компенсирующих отклонения импеданса данной антенны от допустимых значений, в рассматриваемом устройстве определяется аналитически по результатам измерения на настроечном сигнале уровней напряжения, тока и сдвига их фаз на входе антенны.The required set of reactances, compensating deviations of the impedance of a given antenna from acceptable values, in the device in question is determined analytically by measuring the voltage, current, and phase shift at the input of the antenna on the training signal.

Успешная настройка устройства при воздействии наведенных в антенне сигналов соседних передатчиков возможна при условии, если сумма напряжений настроечного и мешающих сигналов не превышает напряжения полной разрядной сетки преобразователей «аналог-цифра», которое не превышает 2 В. Известно, что в условиях передающих центров уровень мешающих сигналов может достигать нескольких десятков вольт, в связи с чем настройка устройства невозможна из-за некорректных результатов измерений.Successful setup of the device when exposed to the signals of adjacent transmitters induced in the antenna is possible provided that the sum of the voltages of the tuning and interfering signals does not exceed the voltage of the full discharge grid of the analog-to-digital converters, which does not exceed 2 V. It is known that in conditions of transmitting centers the level of interfering signals can reach several tens of volts, and therefore the device cannot be set up due to incorrect measurement results.

Задачей полезной модели является увеличение допустимого уровня мешающих сигналов.The objective of the utility model is to increase the allowable level of interfering signals.

Для этого в антенно-согласующее устройство, содержащее согласующий контур, образуемый элементами трех или четырех магазинов реактивностей и подключенный выходом к клемме «Выход РЧ», первый коммутатор, подключенный первым входом к клемме «ВходРЧ» и подключенный первым выходом к входу согласующего контура, калибровочный резистор, подключенный ко второму выходу первого коммутатора, трансформатор тока, подключенный первым выводом первичной обмотки к второму входу первого коммутатора, синтезатор частот, широкополосный усилитель, подключенный входом к аналоговому выходу синтезатора, двухканальный фильтр нижних частот, двухканальный преобразователь «аналог-цифра», подключенный аналоговыми входами к выходам фильтра нижних часто и подключенный входом синхронизации к импульсному выходу синтезатора, двухканальный частотный конвертор, подключенный цифровыми входами соответственно к цифровым выходам преобразователя «аналог-цифра» и синтезатора, двухканальный цифровой фильтр, подключенный цифровыми входами в выходам частотного конвертора, двухканальное оперативное запоминающее устройство, подключенное цифровыми входами к выходам цифрового фильтра, микроконтроллер, подключенный портами последовательного и параллельного интерфейсов соответственно к клеммам «ДУ», к цифровым выходам оперативного запоминающего устройства и портам управления синтезатора, первого коммутатора и согласующего контура, введены второй коммутатор, подключенный входами соответственно к клемме «Вход РЧ» и к выходу широкополосного усилителя и подключенный выходом ко второму выводу первичной обмотки трансформатора тока, управляемый емкостной делитель, включенный между выходом второго коммутатора и первым входом фильтра нижних частот, и включенный между выходом трансформатора тока и вторым входом фильтра управляемый аттенюатор. При этом управляющие входы второго коммутатора, емкостного делителя и аттенюатора подключены к соответствующим портам параллельного интерфейса микроконтроллера. Структурная схема прилагаемого устройства представлена на фиг.2. Устройство содержит первый 1 и второй 13 коммутаторы, подключенные первыми входами к клемме «Вход РЧ», трансформатор тока 11, включенный первичной обмоткой между выходом второго коммутатора и вторым входом первого коммутатора, согласующий контур 7, включенный между первым выходом первого коммутатора и клеммой «Выход РЧ», калибровочный резистор 8, подключенный к второму выходу первого коммутатора, последовательно соединенные цифровыми сигнальными выводами двухканальные преобразователь «аналог-цифра» 2, частотный конвертор 4, цифровой фильтр 5 и оперативное запоминающее устройство 9, широкополосный усилитель 10, подключенный выходом к второму входу второго коммутатора, синтезатор частот 3, подключенный аналоговым, импульсным и цифровым выходами соответственно к входам широкополосного усилителя, преобразователя «аналог-цифра» и частотного конвертора, двухканальный фильтр нижних частот 12, подключенный выходами к аналоговым входам преобразователя «аналог-цифра», емкостной делитель 14, включенный между выходом второго коммутатора и первым входом фильтра нижних частот, аттенюатор 15, включенный между выходом трансформатора тока и вторым входом фильтра нижних частот, и микроконтроллер 6, подключенный портами последовательного и параллельного интерфейсов соответственно к клеммам «ДУ», цифровым выходам оперативного запоминающего устройства и портам и входам управления синтезатора частот, коммутаторов, согласующего контура, емкостного делителя и аттенюатора.To do this, in the antenna matching device containing the matching circuit formed by the elements of three or four reactivity magazines and connected by the output to the RF Output terminal, the first switch connected by the first input to the RF Input terminal and connected by the first output to the matching circuit input, calibration a resistor connected to the second output of the first switch, a current transformer connected by the first output of the primary winding to the second input of the first switch, a frequency synthesizer, a broadband amplifier, connected connected to the synthesizer’s analogue output, a two-channel low-pass filter, a two-channel analog-to-digital converter, often connected by analog inputs to the low-pass filter outputs, and a sync input to the synthesizer’s pulse output, a two-channel frequency converter connected by digital inputs respectively to the digital outputs of the converter analog-to-digital ”and synthesizer, two-channel digital filter connected by digital inputs to the outputs of the frequency converter, two-channel operational for a fusing device connected by digital inputs to the outputs of a digital filter, a microcontroller connected by ports of serial and parallel interfaces respectively to the DU terminals, to the digital outputs of random access memory and control ports of the synthesizer, the first switch and the matching circuit, a second switch connected by inputs respectively to the “RF Input” terminal and to the output of the broadband amplifier and connected by the output to the second terminal of the primary winding of the current transformer, control indications will capacitive divider connected between the output of the second switch and the first input of the lowpass filter, and connected between the output of the current transformer and the second input filter controlled attenuator. In this case, the control inputs of the second switch, capacitive divider and attenuator are connected to the corresponding ports of the parallel interface of the microcontroller. The structural diagram of the attached device is presented in figure 2. The device contains the first 1 and second 13 switches connected by the first inputs to the “RF input” terminal, a current transformer 11 connected by the primary winding between the output of the second switch and the second input of the first switch, a matching circuit 7 connected between the first output of the first switch and the “Output” terminal RF ”, calibration resistor 8 connected to the second output of the first switch, two-channel analog-to-digital converter 2, frequency converter 4, digital fil, connected in series with digital signal outputs mp 5 and random access memory 9, broadband amplifier 10 connected to the second input of the second switch, frequency synthesizer 3 connected to analog, pulse and digital outputs, respectively, to the inputs of the broadband amplifier, analog-to-digital converter and frequency converter, two-channel lower filter frequency 12, connected by the outputs to the analog inputs of the analog-to-digital converter, a capacitive divider 14, connected between the output of the second switch and the first input of the low-pass filter, attte a uator 15, connected between the output of the current transformer and the second input of the low-pass filter, and a microcontroller 6, connected to the ports of the serial and parallel interfaces, respectively, to the remote control terminals, the digital outputs of the random access memory and the control ports and inputs of the frequency synthesizer, switches, matching circuit, capacitive divider and attenuator.

Через клемму «Вход РЧ» устройство подключается к входу усилителя мощности радиопередатчика, а через клемму «Выход РЧ» - к входу антенно-фидерного тракта.Through the “RF Input” terminal, the device is connected to the input of the power amplifier of the radio transmitter, and through the “RF Output” terminal - to the input of the antenna-feeder path.

Настроечный сигнал, представляющий собой немодулированное колебание с частотой, равной заданной рабочей частоте радиопередатчика, подается в антенно-фидерный тракт или на калибровочный резистор 8 с выхода второго коммутатора 13 через трансформатор тока 11, первый коммутатор 1 и согласующий контур 7. В отсутствии мешающих сигналов соседних радиопередатчиков настроечный сигнал относительно малого уровня подается на второй коммутатор 13 с выхода широкополосного усилителя 10. При этом емкостной делитель 14 и аттенюатор 15 от измерительных трактов отключены.The tuning signal, which is an unmodulated oscillation with a frequency equal to the specified operating frequency of the radio transmitter, is supplied to the antenna-feeder path or to the calibration resistor 8 from the output of the second switch 13 through the current transformer 11, the first switch 1 and the matching circuit 7. In the absence of interfering signals from neighboring radio transmitters, a relatively low level tuning signal is supplied to the second switch 13 from the output of the broadband amplifier 10. In this case, the capacitive divider 14 and attenuator 15 from the measuring tracks s disabled.

При воздействий мешающих сигналов соседних радиопередатчиков настроечный сигнал снимается с выхода усилителя мощности, а емкостной делитель 14 и аттенюатор 15 включены в измерительные тракты. Допустимый уровень наведенных в антенне сигналов соседних радиопередатчиков определяется коэффициентом деления указанных элементов и уровнем настроечного сигнала. Так, например, допустимый уровень мешающих сигналов может достигать 50 В при мощности настроечного сигнала в 50 Вт и коэффициенте деления емкостного делителя 14 и аттенюатора 15 в 50 единиц.Under the influence of interfering signals of adjacent radio transmitters, the tuning signal is removed from the output of the power amplifier, and the capacitive divider 14 and attenuator 15 are included in the measuring paths. The permissible level of the signals of neighboring radio transmitters induced in the antenna is determined by the division ratio of these elements and the level of the tuning signal. So, for example, the permissible level of interfering signals can reach 50 V with a tuning signal power of 50 W and a division coefficient of the capacitive divider 14 and attenuator 15 of 50 units.

Таким образом, в предлагаемом устройстве задача повышения допустимого уровня мешающих сигналов выполняется.Thus, in the proposed device, the task of increasing the allowable level of interfering signals is performed.

Источник информации - Патент №2309491.Source of information - Patent No. 2309491.

Claims

An antenna matching device containing a matching circuit formed by elements of three or four reactivity magazines and connected by an output to the RF Output terminal, the first switch connected by the first input to the RF Input terminal and connected by the first output to the matching circuit input, a calibration resistor, connected to the second output of the first switch, a current transformer connected to the first input of the first switch to the second input of the first switch, a frequency synthesizer, a broadband amplifier connected to the input ohm to the analog output of the synthesizer, a two-channel low-pass filter, a two-channel analog-to-digital converter connected to the synchronization input to the pulse output of the synthesizer and connected to the filter outputs by analog inputs, a two-channel frequency converter connected to the digital outputs of the analog-to-digital converter digit ”and synthesizer, two-channel digital filter connected by digital inputs to the digital outputs of the frequency converter, two-channel operational a memory device connected by digital inputs to the outputs of a digital filter, a microcontroller connected by ports of serial and parallel interfaces respectively to the “DU” terminals, to the digital outputs of random access memory and the control ports of the synthesizer, the first switch and the matching circuit, characterized in that a second switch connected by inputs to the RF Input terminal and to the output of a broadband amplifier, respectively, and connected by an output to the second output of the primary the sides of the current transformer, a controlled capacitive divider connected between the output of the second switch and the first input of the low-pass filter, and a controlled attenuator connected between the output of the current transformer and the second input of the filter, the control inputs of the second switch, capacitive divider, and attenuator connected to the corresponding ports of the parallel interface of the microcontroller .