RU161585U1 - AGREED ULTRA-HIGH FREQUENCY QUASYHARMONIC SIGNAL POWER DIVIDER - Google Patents
AGREED ULTRA-HIGH FREQUENCY QUASYHARMONIC SIGNAL POWER DIVIDER Download PDFInfo
- Publication number
- RU161585U1 RU161585U1 RU2014154300/08U RU2014154300U RU161585U1 RU 161585 U1 RU161585 U1 RU 161585U1 RU 2014154300/08 U RU2014154300/08 U RU 2014154300/08U RU 2014154300 U RU2014154300 U RU 2014154300U RU 161585 U1 RU161585 U1 RU 161585U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sdm
- input
- shoulder
- divider
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
- H01P5/185—Edge coupled lines
- H01P5/186—Lange couplers
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Согласованный делитель мощности (СДМ) 1:N сверхвысокочастотных квазигармонических сигналов, содержащий один вход и N выходов, а также N-1 квадратурных направленных ответвителей (НО) с сильной связью, выполненных в микрополосковом варианте, в котором каждый НО имеет основной 1-3 и вторичный 2-4 каналы, где плечи 1 и 4, а также 2 и 3 развязаны, при этом НО включены по цепочечной схеме таким образом, что плечо 1 первого НО является входом СДМ, плечо 1 последующего НО соединено с плечом 3 предыдущего НО, плечи 4 всех НО подключены к согласованным с трактом балластным нагрузкам Z, плечи 2 всех НО и плечо 3 последнего(N-l)-гo НО, которые являются выходами согласованного делителя, подключены к идентичным несогласованным нагрузкам (НН), а для равномерного распределения мощности n-ый НО имеет переходное ослабление, равное 101og(l/(-n+l+N)) дБ, отличающийся тем, что дополнительно введены N взаимных фазосдвигающих секций с малыми потерями, через которые выходы СДМ соединены с НН, и которые настроены таким образом, чтобы при возбуждении СДМ со стороны его входа суммарная мощность отраженных от всех НН и пришедших на этот вход сигналов обращалась в нуль.Consistent power divider (SDM) 1: N microwave quasi-harmonic signals containing one input and N outputs, as well as N-1 quadrature directional couplers (BUTs) with strong coupling, made in a microstrip version, in which each BUT has a main 1-3 and secondary 2-4 channels, where the shoulders 1 and 4, as well as 2 and 3 are untied, while the NOs are connected in a chain way so that the shoulder 1 of the first HO is the input of the SDM, the shoulder 1 of the subsequent HO is connected to the shoulder 3 of the previous HO, the shoulders 4 all BUTs are connected to those agreed with path b last load Z, arms 2 of all NO and arm 3 of the last (Nl) -go NO, which are outputs of the matched divider, are connected to identical unmatched loads (LV), and for uniform power distribution, the n-th NO has a transition attenuation of 101og ( l / (- n + l + N)) dB, characterized in that N additional phase-shifting sections with low losses are additionally introduced, through which the SDM outputs are connected to the LV, and which are configured so that when the SDM is excited from its input side, the total power reflected from all LV and coming and the input signal vanishes.
Description
Полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована в активных фазированных антенных решетках (АФАР), в частности, в приемопередающих модулях (ППМ) АФАР в качестве устройств деления и суммирования мощности усилительных каскадов.The utility model relates to microwave technology and can be used in active phased antenna arrays (AFAR), in particular, in transceiver modules (PPM) of AFAR as devices for dividing and summing the power of amplification stages.
Изыскание способов построения согласованного делителя/сумматора (СДС) мощности диктуется необходимостью повышения уровня мощности транзисторных усилителей в передающих трактах, увеличения их коэффициента усиления при каскадировании, улучшения согласования и повышения динамического диапазона в приемных трактах, регулирования фазы сигнала в диодных фазовращателях и т.п. Новые способы согласования делителей/сумматоров в микрополосковом исполнении могут лечь в основу разработки ранее неизвестных многофункциональных СВЧ устройств.The search for ways to build a matched power divider / adder (SDS) is dictated by the need to increase the power level of transistor amplifiers in the transmitting paths, increase their gain during cascading, improve matching and increase the dynamic range in the receive paths, regulate the phase of the signal in diode phase shifters, etc. New ways of matching dividers / combiners in microstrip design can form the basis for the development of previously unknown multifunctional microwave devices.
Разработка СДС с согласованными выходными нагрузками относится к числу решаемых задач. Проблема возникает при использовании рассогласованных нагрузок. Однако и здесь существуют известные частные решения.The development of SDS with coordinated output loads is one of the tasks to be solved. The problem occurs when using mismatched loads. However, here there are well-known particular solutions.
Так, известны способы построения согласованных делителей/сумматоров на основе 3 дБ-ных направленных ответвителей (HO) и тандемного соединения 8,34 дБ-ных HO, в которых исходный сигнал делится на два сигнала с одинаковой амплитудой и с разностью фаз между ними в 90 градусов [1, 2]. Распространение этих способов на согласованные делители с произвольным числом выходных каналов неизвестно.So, there are known methods for constructing matched dividers / adders based on 3 dB directional couplers (HO) and the tandem connection of 8.34 dB dB HO, in which the original signal is divided into two signals with the same amplitude and a phase difference between them of 90 degrees [1, 2]. The distribution of these methods to matched dividers with an arbitrary number of output channels is unknown.
Известны также способы деления и суммирования СВЧ мощности, требующие применения для согласования невзаимных элементов (вентилей и циркуляторов), что, однако, усложняет и удорожает конструкцию [3].There are also known methods of dividing and summing microwave power, requiring application for matching non-reciprocal elements (valves and circulators), which, however, complicates and increases the cost of the design [3].
В работе [4] впервые описано построение делителей/сумматоров мощности 1:N на произвольное число каналов N, в котором применялась цепочечная схема. В ней для сложения мощностей генераторов и передатчиков выбирались в качестве базовых элементов мостовые схемы в коаксиальном и волноводном исполнении. Позднее в цепочечной схеме для целей деления и сложения мощности источников сигнала стала использоваться микрополосковая техника [3, 5, 6]. Возникла потребность в согласовании по входу делителей, подключаемых к идентичным несогласованным нагрузкам.In [4], for the first time, the construction of power divisors / adders 1: N for an arbitrary number of channels N, in which the chain scheme was used, was described. In it, for adding up the capacities of generators and transmitters, bridge schemes in coaxial and waveguide designs were selected as basic elements. Later in the chain scheme, for the purpose of dividing and adding the power of signal sources, the microstrip technique began to be used [3, 5, 6]. There was a need for matching at the input of dividers connected to identical uncoordinated loads.
Дело в том, что при разработке разделительно-суммирующих устройств (РСУ) нагрузками делителя являются входы СВЧ транзисторов, зачастую полностью отражающие падающий на них сигнал. И хотя этот сигнал, частично рассеиваясь на балластных резисторах, приходит на вход делителя ослабленным, он все же ухудшает согласование делителя с трактом. Поэтому возникает проблема каскадирования РСУ, содержащих такие транзисторы.The fact is that in the development of separation-summing devices (DCS), the loads of the divider are the inputs of microwave transistors, which often completely reflect the signal incident on them. And although this signal, partially scattered by the ballast resistors, arrives at the input of the divider weakened, it nevertheless worsens the matching of the divider with the path. Therefore, the problem arises of cascading DCSs containing such transistors.
Под несогласованными нагрузками подразумеваются входы транзисторных усилителей, диодные соединения, а также любые другие двухполюсные СВЧ элементы или узлы, удовлетворяющие критерию идентичности, т.е. при использовании в схеме нескольких таких устройств одного типа их характеристики полагаются одинаковыми.Mismatched loads mean the inputs of transistor amplifiers, diode connections, as well as any other bipolar microwave elements or nodes that satisfy the identity criterion, i.e. when several such devices of the same type are used in the circuit, their characteristics are assumed to be the same.
В некоторых работах (например, [5, 7]) предлагаются меры по улучшению согласования, однако в них отсутствуют предложения по кардинальному решению проблемы.Some works (for example, [5, 7]) propose measures to improve coordination, but they do not contain proposals for a radical solution to the problem.
В качестве прототипа СДС может быть использован наиболее близкий по схемотехнике и принципу действия делитель/сумматор (ДС) 1:N мощности квазигармонических сигналов, при котором ДС, содержащий один входной и N выходных каналов, выполнен по цепочечной схеме включения квадратурных HO в микрополосковом исполнении [6]. Блок-схема прототипа показана на фигуре 1.As a prototype of an SDS, the closest divider / adder (DS) 1: N power of quasi-harmonic signals that is closest in circuitry and operation principle can be used, in which a DS containing one input and N output channels is made according to the micro-strip quadrature HO switching scheme [ 6]. The block diagram of the prototype is shown in figure 1.
Прототип содержит N-1 различных и согласованных с трактом квадратурных направленных ответвителей с сильной связью, включаемых по цепочечной схеме. HOn с порядковым номером n (n=1, …N-1 и отсчитывается в направлении от входа/выхода делителя/сумматора), будучи четырехплечим устройством, включает в себя основной канал 1-3, вторичный канал 2-4 и имеет переходное ослабление 10log(1/(-n+1+N)) дБ, получающееся в предположении равномерного распределения мощности на выходах ДС в режиме деления и отсутствия в HO тепловых потерь; при этом плечи 1 и 4, а также 2 и 3 HO развязаны. Цепочечная схема подразумевает, что плечо 3 основного канала HOn соединяется с плечом 1 основного канала HOn+1, а рабочие плечи 2 вторичных каналов НО подключаются к одинаковым нагрузкам; при n=N-1 к нагрузке подключается также плечо 3 основного канала HON-1. При этом во всех случаях развязанные плечи 4 вторичных каналов подключаются к согласованным с трактом нагрузкам Z0 (внешним или внутренним).The prototype contains N-1 different and well-matched quadrature tight-coupled directional couplers included in a chain pattern. HO n with serial number n (n = 1, ... N-1 and is counted in the direction from the input / output of the divider / adder), being a four-arm device, includes the main channel 1-3, the secondary channel 2-4 and has a transition attenuation 10log (1 / (- n + 1 + N)) dB, obtained under the assumption of a uniform distribution of power at the outputs of the DS in the division mode and the absence of heat loss in HO; while
В режиме деления квазигармонический сигнал поступает в плечо 1 HO1 далее делится между плечами 2 и 3 и из плеча 2 падает на несогласованную нагрузку (HH), а из плеча 3 идет в подключенное к нему плечо 1 HO2; в плечо 4 HO1 сигнал не поступает (т.к. плечи 1 и 4, а также 2 и 3 всех ответвителей развязаны). И далее так по всей цепочке.In the division mode, the quasi-harmonic signal enters
В итоге исходный сигнал, в силу выбранных величин переходных ослаблений ответвителей, поступает в равных частях во все N идентичные HH. Вследствие наибольшей удаленности выхода N (плечо 3 HON-1) ДС от его входа (плечо 1 HO1), на этот выход сигнал приходит с наибольшим отставанием. Отраженные от HH сигналы частично поглощаются нагрузками Z0, частично поступают во входное плечо 1 «вход/выход», ухудшая согласование ДС с трактом.As a result, the initial signal, due to the selected values of the transition attenuation of the couplers, enters in equal parts to all N identical to HH. Due to the farthest output N (
В режиме суммирования квазигармонические сигналы одинаковой мощности поступают со стороны плеч 1, …, N, к которым в предыдущем случае были подключены HH. Эти сигналы имеют разные фазы и синхронизированы таким образом, что при поступлении сигналов в плечо «вход/выход» проходимые ими различные электрические пути (в силу цепочечной схемы ДС) компенсируют исходную разнофазность и их фазы становятся равными друг другу. В результате получается суммирование без потерь.In the summing mode, quasi-harmonic signals of the same power come from the side of the
К недостаткам прототипа следует отнести отсутствие конструктивного способа согласования ДМ по входу при подключении выходов делителя к идентичным HH (в частности, с большим коэффициентом стоячей волны). В итоге происходит искажение передаточных характеристик при каскадировании разделительно-суммирующих устройств (РСУ), включающих в себя как делители, так и сумматоры.The disadvantages of the prototype include the lack of a constructive method for matching the DM at the input when connecting the outputs of the divider to identical HH (in particular, with a large standing wave coefficient). As a result, the transfer characteristics are distorted during cascading of separation-summing devices (DCS), which include both dividers and adders.
Достигаемым техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение согласования ДМ с трактом путем взаимной компенсации отраженных от несогласованных нагрузок сигналов на входе делителя 1:N мощности СВЧ квазигармонического сигнала на N равноамплитудных и разнофазных составляющих.The technical result of the proposed utility model is to ensure matching of the DM with the path by mutually compensating for the signals reflected from the mismatched loads at the input of the 1: N divider power of the microwave power of the quasi-harmonic signal with N equal-amplitude and different-phase components.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в согласованном делителе мощности 1:N сверхвысокочастотных квазигармонических сигналов, содержащем один вход и N выходов, а также N-1 квадратурных HO с сильной связью, в котором каждый HO имеет основной 1-3 и вторичный 2-4 каналы, где плечи 1 и 4, а также 2 и 3 развязаны, при этом HO включены по цепочечной схеме таким образом, что плечо 1 первого HO является входом СДМ, плечо 1 последующего HO соединено с плечом 3 предыдущего HO, плечи 4 всех HO подключены к согласованным с трактом балластным нагрузкам Z0 (внешним или внутренним), плечи 2 всех HO и плечо 3 последнего (N-1)-го HO являются выходами СДМ и могут подключаться к идентичным несогласованным нагрузкам (НН), а для равномерного распределения мощности n-ый HO имеет переходное ослабление, равное 10log(1/(-n+1+N)) дБ (n=1, …N-1), дополнительно введены N взаимных фазосдвигающих секций (ФС) с малыми потерями, через которые выходы СДМ соединены с HH и которые настроены таким образом, чтобы при возбуждении СДМ со стороны его входа суммарная мощность отраженных от всех HH и пришедших на этот вход сигналов обращалась в нуль.The specified technical result is achieved due to the fact that in the coordinated power divider 1: N microwave quasi-harmonic signals containing one input and N outputs, as well as N-1 quadrature HO with strong coupling, in which each HO has a primary 1-3 and secondary 2 -4 channels, where
Делитель может быть реализован в микрополосковом варианте, при котором НО представляют собой шлейфные ответвители, ответвители типа Ланге или тандемные соединения НО на двух связанных полосковых линиях с относительно слабой связью между ними.The divider can be implemented in a microstrip version, in which the HO are loop couplers, Lange couplers or tandem HO connections on two connected strip lines with a relatively weak connection between them.
ФС могут представлять собой отрезки линий передачи определенной длины или согласованные с трактом более сложные фазосдвигающие элементы, причем здесь важна разность фаз между квазигармоническими сигналами, поступающими на разные выходные плечи делителя при возбуждении его со стороны входа.FS can be segments of transmission lines of a certain length or more complex phase-shifting elements coordinated with the path, and here the phase difference between the quasiharmonic signals arriving at different output arms of the divider when it is excited from the input side is important.
На фигуре 2 представлена схема построения СДМ 1:N мощности сверхвысокочастотных квазигармонических сигналов (N - число выходов) заявленного устройства.The figure 2 presents a diagram of the construction of SDM 1: N power microwave quasi-harmonic signals (N is the number of outputs) of the claimed device.
СДМ состоит из N-1 различных и согласованных с трактом квадратурных направленных ответвителей с сильной связью, включаемых по цепочечной схеме, и N взаимных ФС с малыми потерями. HOn с порядковым номером n (n=1, …N-1 и отсчитывается в направлении от входа делителя), будучи четырехплечим устройством, включает в себя основной канал (плечи 1 и 3), вторичный канал (плечи 2 и 4) и имеет переходное ослабление 10log(1/(-n+1+N)) дБ, которое получают при равномерном распределении мощности на выходах СДМ и отсутствия в HO тепловых потерь; при этом плечи 1 и 4, а также 2 и 3 HO развязаны. Цепочечная схема подразумевает, что плечо 3 основного канала HOn соединяется с плечом 1 основного канала HOn+1, а рабочие плечи 2 вторичных каналов HO через фазосдвигающие секции ФСn и ФСn+1 подключаются к одинаковым HH; при n=N-1 на НН нагружается также плечо 3 основного канала HON-1 При этом во всех случаях развязанные плечи 4 вторичных каналов подключаются к согласованным с трактом балластным нагрузкам Z0 (внешним или внутренним).SDM consists of N-1 different and strongly connected quadrature directional couplers with a tight connection, switched by a chain scheme, and N mutual FS with low losses. HO n with serial number n (n = 1, ... N-1 and is counted in the direction from the input of the divider), being a four-arm device, includes the main channel (
Число выходных каналов делителя всегда на единицу больше числа HO: так делитель на 2 канала содержит только один 3 дБ-ный HO, в делителе на 3 канала к 3 дБ-ному HO добавляется еще 4,8 дБ-ный HO, в делителе на 4 канала появляется еще 6 дБ-ный HO и т.д. (см. также [5, 6]). Видно, что практически все HO, входящие в СДМ, являются ответвителями с сильной связью (с коэффициентом связи > -10 дБ).The number of output channels of the divider is always one more than the number of HO: so the divider for 2 channels contains only one 3 dB HO, in the divider for 3 channels, another 4.8 dB HO is added to the 3 dB HO, in the
СДМ работает следующим образом. Квазигармонический сигнал поступает в плечо «вход/выход» (плечо 1 HO1), далее делится между плечами 2 и 3 и из плеча 2 через фазосдвигающую секцию ФС1 поступает в несогласованную нагрузку HH, а из плеча 3 - в подключенное к нему плечо 1 HO2; в плечо 4 HO1 входной сигнал не поступает (т.к. плечи 1 и 4, а также 2 и 3 всех HO развязаны). И далее так по всей цепочке.SDM works as follows. The quasi-harmonic signal enters the input / output arm (
В итоге исходный сигнал, в силу выбранных величин переходных ослаблений HO, набегает в равных долях на ФС и далее на все N идентичные HH. Отраженные от HH сигналы также в равных частях поступают через ФС на выходы того же делителя/ и здесь СДМ работает как сумматор. Следовательно суммирование отраженных от НН сигналов всегда сопутствует режиму деления исходного сигнала, когда отраженные сигналы, изображаемые векторами в комплексной плоскости, сфазированы таким образом, что их комплексные амплитуды an (n=1, …N) при проходе сигналов в плечо «вход/выход»дают при сложении замкнутый равносторонний многоугольник (N-угольник). А это означает отсутствие на входе суммарного отраженного сигнала, так как его амплитуда равна нулю. Физически это объясняется тем, что мощность всех отраженных от НН сигналов рассеивается на балластных нагрузках Z0 и на вход делителя (плечо «вход/выход») не поступает.As a result, the initial signal, due to the selected values of the transition attenuation HO, runs in equal shares on the FS and then on all N identical HHs. The signals reflected from HH also in equal parts pass through the FS to the outputs of the same divider / and here the SDM works as an adder. Therefore, the summation of the signals reflected from the LV always accompanies the division mode of the original signal when the reflected signals represented by vectors in the complex plane are phased in such a way that their complex amplitudes a n (n = 1, ... N) when the signals pass into the input / output arm »Give, when added, a closed equilateral polygon (N-gon). And this means that there is no total reflected signal at the input, since its amplitude is zero. Physically, this is due to the fact that the power of the reflected signals from the NN scattered by ballasting Z 0 and the divisor input (shoulder "input / output") is not received.
Очевидно, что при N=3 получается показанный на фиг.3 а равносторонний треугольник, из которого следует однозначность выбора фазовых сдвигов отраженных от НН сигналов на входе делителя. Действительно, для этого случая α вычисляется по формуле:Obviously, when N = 3, the equilateral triangle shown in FIG. Indeed, for this case, α is calculated by the formula:
, ,
где φn+1-φn - разность фазовых набегов волн, идущих из плеча «вход/выход» взаимного СДМ в плечи n+1 и n соответственно (n=1,2; N=3). При N>3 формула (1) описывает правильный многоугольник, который, однако, может быть деформирован. Такая деформация означает, что формула (1) становится несправедливой и появляется неоднозначность выбора фазовых сдвигов отраженных от НН сигналов. Неоднозначность выбора ФС допускает в свою очередь возможность использования дополнительных критериев (компактности расположения, широкопосности и т.п.) при конструировании согласованного с трактом делителя. where φ n + 1 -φ n - difference in phase shifts waves coming from the shoulder "input / output" mutual SDM shoulders n + 1 and n, respectively (n = 1,2; N = 3). For N> 3, formula (1) describes a regular polygon, which, however, can be deformed. Such a deformation means that formula (1) becomes unfair and there is an ambiguity in the choice of phase shifts of the signals reflected from the LV. The ambiguity of the choice of FS allows, in turn, the possibility of using additional criteria (compact location, broadband, etc.) when designing a divider that is consistent with the path.
Сказанное иллюстрируется фиг. 3 б, в, г, на которых приведены примеры суммирования, реализуемые путем выбора разности фаз между соседними секциями ФСn+1 и ФСn. Так, на фиг.3б показан частный случай квадрата (N=4) из амплитуд отраженных сигналов с α=π/2, а на фиг. 3в и 3г показаны общие случаи, когда условия (1) для N=4 не выполняются (α≠π/2), и квадрат, оставаясь замкнутым многоугольником, деформируется в ромб. The foregoing is illustrated in FIG. 3 b, c, d, which show examples of summation, implemented by selecting the phase difference between adjacent sections of FS n + 1 and FS n . Thus, FIG. 3b shows a particular case of a square (N = 4) of the amplitudes of the reflected signals with α = π / 2, and FIG. Figures 3c and 3d show general cases when conditions (1) for N = 4 are not satisfied (α ≠ π / 2), and the square, remaining a closed polygon, is deformed into a rhombus.
СДМ может использоваться в качестве сумматора (например, при построении РСУ [5, 6]). В нем квазигармонические сигналы одинаковой мощности поступают на ДМ со стороны плеч, к которым в предыдущем случае были подключены НН. Сигналы сфазированы таким образом, что при их поступлении в плечо «вход/выход» фазы сигналов становятся равными друг другу. Тогда комплексные амплитуды этих сигналов an (n=1, …, N) будут представляться коллинеарными векторами одной и той же длины, и при сложении будут располагаться на прямой линии, давая суммарный вектор a=a1+…+an максимальной длины (Фиг. 4). Необходимо отметить, что здесь поступающая в согласованные нагрузки Z0 мощность равняется нулю. Действительно в рассматриваемом режиме все сигналы, поступающие на каждый HO, состоят из сигналов, поступающих в плечи 2 и 3 HO. Они сфазированы и, имея одинаковые по модулю амплитуды, в выходных плечах 1 и 4 HO складываются в фазе и противофазе, соответственно.SDM can be used as an adder (for example, when building DCS [5, 6]). In it, quasi-harmonic signals of the same power arrive at the DM from the shoulders, to which in the previous case the LVs were connected. The signals are phased in such a way that when they enter the input / output arm, the phases of the signals become equal to each other. Then the complex amplitudes of these signals a n (n = 1, ..., N) will be represented by collinear vectors of the same length, and when added will be located on a straight line, giving the total vector a = a 1 + ... + a n of maximum length ( Fig. 4). It should be noted here that entering the matched load Z 0 equals zero power. Indeed, in the mode under consideration, all signals arriving at each HO consist of signals arriving at
Примеры.Examples.
1. На фигуре 5 изображена схема делителя 1:3 на противонаправленных HO с электромагнитной связью между каналами (НО типа Ланге, размещенные на поликоровой подложке толщиной 2 мм, ε=9,8). В качестве HH использовался открытый конец 50 Ом-ной микрополосковой линии либо ее короткое замыкание. 50 Ом-ные микрополосковые линии фиксированной длины L1, L2, L3 выполняли функции фазосдвигающих секций. Справедливости ради нужно отметить, что при квадратурных HO длины L1, L2, L3 рассчитываются на калькуляторе.1. Figure 5 shows a diagram of a 1: 3 divider for antidirectional HO with electromagnetic coupling between channels (BUTs of the Lange type, placed on a
2. На фигуре 6 показана схема РСУ, в которой в качестве делителя мощности (ДМ) и сумматора мощности (СМ) использовался делитель, описанный выше (фиг. 5). Между ДМ и СМ включаются усилители (У), какпоказано на фигуре, или какие-нибудь другие четырехполюсники с идентичными характеристиками.2. Figure 6 shows the DCS circuit in which the divider described above (Fig. 5) was used as a power divider (DM) and a power combiner (SM). Amplifiers (U) are switched on between the DM and the SM, as shown in the figure, or some other four-terminal devices with identical characteristics.
Схемы были промоделированы на компьютере с помощью пакета Microwave Office. На фигуре 7 приведены частотные характеристики коэффициента стоячей волны (КСВ) на входе делителя (фиг. 5) для четырех случаев: две верхние кривые рассчитаны при L1=L2=L3=10 мм когда HH представляет собой открытый конец линии (кривая 1) либо короткое замыкание (кривая 2); две нижние кривые соответствуют случаю, когда амплитуды отраженных от HH сигналов складывались в треугольник (см. фиг. 3а) и получены при L1=20,9 мм; L2=15 мм; L3=8 мм; а HH является открытым концом (кривая 3) или коротким замыканием (кривая 4). Ответвители Ланге во всех случаях имели следующие размеры: HO1 - длина 20,9 мм, ширина полоски 0,2 мм, зазор между полосками 0,4 мм; HO2 - длина 20,2 мм, ширина полоски 0,2 мм, зазор между полосками 0,18 мм. Для схемы фигуры 6 в качестве идентичных четырехполюсников выбирались одинаковые отрезки микрополосковых линий с изменяющейся длиной и варьируемым волновым сопротивлением ZL (7 Ом<ZL<100 Ом). Расчеты, проведенные в том же частотном диапазоне, что и выше, показали хорошее согласование РСУ по входу и выходу. The circuits were modeled on a computer using the Microwave Office suite. Figure 7 shows the frequency characteristics of the standing wave coefficient (SWR) at the input of the divider (Fig. 5) for four cases: the two upper curves are calculated at L1 = L2 = L3 = 10 mm when HH is the open end of the line (curve 1) or short closure (curve 2); the two lower curves correspond to the case when the amplitudes of the signals reflected from HH were folded into a triangle (see Fig. 3a) and obtained at L1 = 20.9 mm; L2 = 15 mm; L3 = 8 mm; and HH is the open end (curve 3) or short circuit (curve 4). Lange taps in all cases had the following dimensions: HO 1 - length 20.9 mm, strip width 0.2 mm, gap between strips 0.4 mm; HO 2 - length 20.2 mm, strip width 0.2 mm, the gap between the strips 0.18 mm For the circuit of figure 6, identical segments of microstrip lines with a varying length and a variable wave impedance ZL (7 Ohm <ZL <100 Ohm) were chosen as identical quadripoles. Calculations carried out in the same frequency range as above showed good matching of the DCS for input and output.
Таким образом, введение в известный делитель 1:N, выполненный по цепочечной схеме, согласованных с трактом взаимных ФС с малыми потерями позволило получить простой и эффективный согласованный по входу делитель Thus, the introduction of the well-known 1: N divider, made according to the chain scheme, consistent with the path of mutual FS with low losses, made it possible to obtain a simple and effective input-compatible divider
мощности квазигармонических сигналов 1:N при любом N>2, причем техническая реализация СДМ в микрополосковом варианте позволяет получить компактные многоканальные разделительно-суммирующие устройства.the power of quasi-harmonic signals 1: N for any N> 2, and the technical implementation of SDM in the microstrip version allows obtaining compact multi-channel separation-summing devices.
ЛитератураLiterature
1 Микроэлектронные устройства СВЧ: Учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов / Г.И. Веселов, Е.Н. Егоров, Ю.Н. Алехин и др.; Под ред. Г.И. Веселова. - М.: Высш. школа, 1988. - 280 с.2 Петров Г.В., Толстой А.И. Линейные балансные СВЧ усилители. - М.: Радио и связь, 1983. - 176 с.1 Microwave electronic devices: textbook for radio engineering specialties of universities / G.I. Veselov, E.N. Egorov, Yu.N. Alekhine et al .; Ed. G.I. Veselova. - M .: Higher. School, 1988. - 280 p. 2 Petrov G.V., Tolstoy A.I. Linear balanced microwave amplifiers. - M .: Radio and communications, 1983. - 176 p.
3 Каганов В.И. СВЧ полупроводниковые передатчики. - М: Радио и связь, 1981. - 400 с.3 Kaganov V.I. Microwave semiconductor transmitters. - M: Radio and communications, 1981. - 400 p.
4 Катушкина В.М., Модель З.И. Мостовые методы сложения мощностей любого числа УКВ генераторов и передатчиков. - Электросвязь, 1959 г., №7, с. 17.4 Katushkina V.M., Model Z.I. Bridge methods for adding power to any number of VHF generators and transmitters. - Telecommunications, 1959, No. 7, p. 17.
5 Горбачев А.П. Синтез микроволновых устройств на связанных линиях передачи. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - 414 с.5 Gorbachev A.P. Synthesis of microwave devices on coupled transmission lines. - Novosibirsk: NSTU Publishing House, 2010 .-- 414 p.
6 Проектирование фазированных антенных решеток: Учебное пособие для вузов / Под редакцией Д.И. Воскресенского. - М.: Радиотехника, 2012. - 744 с.6 Phased Antenna Design: A Textbook for High Schools / Edited by D.I. Voskresensky. - M .: Radio engineering, 2012 .-- 744 p.
7 Патент РФ №2123231 РФ, МПК6 H03F 3/60, H03H 11/02. Сверхвысокочастотное разделительно-суммирующее устройство/ А.П. Горбачев. Заявка №96121200/09 от 30.10.1996; опубликовано 10.12.1998, Бюллтень №34. - 6 с.7 RF patent №2123231 RF,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014154300/08U RU161585U1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | AGREED ULTRA-HIGH FREQUENCY QUASYHARMONIC SIGNAL POWER DIVIDER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014154300/08U RU161585U1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | AGREED ULTRA-HIGH FREQUENCY QUASYHARMONIC SIGNAL POWER DIVIDER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU161585U1 true RU161585U1 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=55859629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014154300/08U RU161585U1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | AGREED ULTRA-HIGH FREQUENCY QUASYHARMONIC SIGNAL POWER DIVIDER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU161585U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658093C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-06-19 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Method of construction of compact power divider of microwave |
RU220143U1 (en) * | 2023-05-11 | 2023-08-29 | Акционерное общество "Рязанский Радиозавод" | Global Navigation Satellite Systems Signal Splitter |
-
2014
- 2014-12-30 RU RU2014154300/08U patent/RU161585U1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658093C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-06-19 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Method of construction of compact power divider of microwave |
RU220143U1 (en) * | 2023-05-11 | 2023-08-29 | Акционерное общество "Рязанский Радиозавод" | Global Navigation Satellite Systems Signal Splitter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Carchon et al. | Power and noise limitations of active circulators | |
US9577847B2 (en) | Non-reciprocal components with balanced distributedly modulated capacitors (DMC) | |
US10270146B2 (en) | Ultra wide band digital phase shifter | |
EP2579457B1 (en) | Power amplifier for mobile telecommunications | |
US10033083B1 (en) | Ka-band waveguide hybrid divider with unequal and arbitrary power output ratio | |
WO2020071955A1 (en) | Spiral ultra-wideband microstrip quadrature directional coupler | |
Wu et al. | Miniaturization of rat-race coupler with dual-band arbitrary power divisions based on stepped-impedance double-sided parallel-strip line | |
Chaudhary et al. | A design of power divider with negative group delay characteristics | |
Liu et al. | Design of a compact ultra-wideband power divider | |
Al-Zayed et al. | Seven ports power divider with various power division ratios | |
RU161585U1 (en) | AGREED ULTRA-HIGH FREQUENCY QUASYHARMONIC SIGNAL POWER DIVIDER | |
Chaudhary et al. | A design of unequal power divider with positive and negative group delays | |
Munir et al. | Cohn topology-based 1: 8 power divider for S-band array antenna feeding network | |
Kang et al. | A compact Ka-band broadband waveguide-based traveling-wave spatial power combiner with low loss symmetric coupling structure | |
Zheng et al. | W-band waveguide 3dB directional coupler based on E-plane branch line bridge | |
Hong et al. | A Ku-band low-loss traveling-wave power divider using a hollow substrate integrated waveguide and its microstrip transition | |
RU2658093C1 (en) | Method of construction of compact power divider of microwave | |
EP2869466B1 (en) | Amplifier circuit | |
Afanasiev et al. | A novel design of ultra-wideband strip-line power divider for 2–18 GHz | |
Palomba et al. | Microwave signal conditioning through non‐reciprocal phase shifting | |
CN107959479B (en) | Microwave plane 180-degree hybrid network | |
Chaudhary et al. | Arbitrary power division ratio power divider with prescribed wideband negative group delay | |
RU2717386C1 (en) | Spiral ultra-wideband microstrip quadrature directional coupler | |
Smolarz et al. | Broadband low-loss impedance transforming rat-race coupler in suspended microstrip technique | |
Kiris et al. | 1× 9 Substrate Integrated Waveguide (SIW) Power Divider |