RU181024U1 - Конструкция радиочастотного объединителя с ключами - Google Patents
Конструкция радиочастотного объединителя с ключами Download PDFInfo
- Publication number
- RU181024U1 RU181024U1 RU2017142911U RU2017142911U RU181024U1 RU 181024 U1 RU181024 U1 RU 181024U1 RU 2017142911 U RU2017142911 U RU 2017142911U RU 2017142911 U RU2017142911 U RU 2017142911U RU 181024 U1 RU181024 U1 RU 181024U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combiner
- inputs
- keys
- key
- power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике, в частности к радиочастотным объединителям с переключающими элементами. Радиочастотный объединитель большой мощности содержит входы в количестве от 8 до 16 штук и выход, расположенные с задней стороны шасси высотой 4U. При этом на всех входах установлены радиочастотные ключи большой мощности, подключенные к входам объединителя и/или являющиеся его частью, управляющиеся внешними дискретными сигналами, позволяющими переключать ключи из положения пропускания в положение короткого замыкания и обратно. Нормальным состоянием ключа является положение короткого замыкания. В конструкции объединителя присутствует электронный блок, позволяющий определить текущее положение ключа. Технический результат заключается в обеспечении таких условий работы, при которых подводимая РЧ мощность не отражается назад к усилительным модулям. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Радиочастотные (РЧ) источники высокой мощности используются для решения многих прикладных задач: радио- и телевещание, связь, радары, а также в физике и медицине в качестве системы питания ускорителей заряженных частиц. Одним из важных элементов радиочастотного источника является усилитель мощности. Усилители, основанные на технологии твердотельных транзисторов, характеризуются меньшими размерами, повышенной надежностью и более высокой эффективностью по сравнению с радиочастотными источниками, основанными на вакуумных лампах, таких как клистроны, тетроды и клистроды. В настоящее время верхняя граница допустимой мощности радиочастотных транзисторов находится в области 1-1.8 кВт. Это относительно низкое значение по сравнению с клистронами, мощность которых составляет несколько мегаватт. Твердотельные усилители высокой мощности, основанные на радиочастотных транзисторах, обычно состоят из большого числа независимых усилительных модулей с несколькими радиочастотными транзисторами. Например, чтобы получить 1.5 МВт радиочастотной мощности, требуется около 1000 транзисторов на 1.5 кВт. Выходная мощность от модулей объединяется в радиочастотном объединителе большой мощности.
Объединитель служит для суммирования РЧ сигналов, поступающих от нескольких усилительных модулей по передающей линии, на входные каналы (далее - входы) и вывода через общий выходной канал (далее - выход). Обозначим объединитель мощности принадлежащим к типу N:1, если у него количество входов равно N. Данный тип объединителя работает должным образом, пока на все входы подаются сигналы от усилительных модулей, одинаковые по амплитуде и фазе. При этом каждый вход объединителя обеспечивает согласование входного импеданса с волновым сопротивлением передающей линии, а результат заключается в том, что подводимая РЧ мощность не отражается назад к усилительным модулям.
Известен патент WO 2015/112047, который описывает объединитель мощности с диодным или механическим ключом, применимый на высоких уровнях РЧ мощности. При необходимости отключить источник сигнала от входа сумматора (объединителя) мощности ключ подключает к входу сумматора комплексную нагрузку, компенсирующую отключенный источник сигнала. Важный недостаток данного примера в том, что в нем не описан способ подключения комплексной нагрузки с учетом того, что эта нагрузка будет разной для разного количества отключенных источников сигнала. Реализация на практике подключения такой нагрузки является технически сложной и дорогостоящей задачей. Также в этом патенте не указано нормальное положение ключа. Если нормальным положением ключа является неопределенное или положение пропускания сигнала от источника к сумматору, то возникает опасность, что при обесточивании ключа и/или его управления импеданс на входе сумматора окажется неопределенным, что может вызвать разбалансировку системы и выход из строя одного/нескольких источников сигнала.
В отличие от патента WO 2015/112047 в данной полезной модели однозначно определено нормальное положение ВЧ ключа. Нормальное положение ключа в положении короткого замыкания обеспечивает высокую надежность всей системы благодаря тому, что в случае непредвиденного отсутствия сигнала от ВЧ модуля и/или от электронного блока ВЧ модули не будут повреждены из-за рассогласования линий передачи между модулем и объединителем. Также важным отличием от патента WO 2015/112047 является то, что при выходе ВЧ модуля из строя ключ переключается в положение короткого замыкания, а не подключает комплексную нагрузку (как описано в патенте WO 2015/112047), что значительно упрощает реализацию данного подхода на практике.
Также известен патент WO 2016/108710 А1, в котором описана система из объединителя высокочастотной (ВЧ) мощности с несколькими усилительными модулями и ВЧ ключами между ними. ВЧ ключ включает PIN-диод, транзистор, дроссель, блокировочный конденсатор, при этом ВЧ ключ получает управляющий сигнал по той же линии, что и ВЧ мощность от ВЧ модуля к объединителю.
В отличие от патента WO 2016/108710 А1 в данной полезной модели есть возможность подачи сигнала отдельно от линии подачи ВЧ мощности от ВЧ модуля к объединителю по отдельной линии, что повышает надежность системы, поскольку для подачи ВЧ мощности в объединитель и управляющего сигнала на ВЧ ключ используются разные линии. Также в данной полезной модели используются и другие способы выключения/переключения линии, соединяющей ВЧ модуль с объединителем.
Упрощенная схема объединителя показана на фиг. 1. РЧ сигнал большой мощности (порядка 1 кВт и более) подается от усилительных модулей 1 на входы РЧ ключей 2 по РЧ кабелям 3. Количество усилительных модулей в усилителе (и, соответственно, входов объединителя) зависит от выходной мощности усилительного модуля и требуемой мощности на выходе объединителя. Для описываемой конструкции объединителя количество усилительных модулей (и, соответственно, количество входов объединителя) может находиться в пределах от восьми до шестнадцати. При этом до 25% входов может быть отключено, т.е. для объединителя с восемью входами можно отключить до двух входов, а для объединителя с шестнадцатью входами можно отключить до четырех входов. РЧ сигналы от ключей 2 подаются на входы объединителя 5 через соединители 9. Если РЧ ключи 2 составляют единое целое с объединителем 5, соединители 9 могут отсутствовать. Суммарная РЧ мощность выводится из объединителя 5 через выход 6. Положение ключей 2 определяется состоянием дискретных сигналов 4, которые подаются либо напрямую от усилительных модулей 1, либо от некой вспомогательной системы, которая отслеживает состояние усилительных модулей 1. Дискретные сигналы 4 позволяют переключать ключи 2 из положения пропускания РЧ сигнала со входа ключа на вход объединителя 5 в положение короткого замыкания и обратно, при этом нормальным состоянием ключа является положение короткого замыкания. Ключ находится в нормальном состоянии, если дискретный сигнал 4 отсутствует или не подключен. В случае необходимости в конструкции объединителя может присутствовать электронный блок (печатная плата) 7, позволяющий на основе сигналов 8 определить текущее положение ключа независимо от управляющего дискретного сигнала и таким образом детектировать поломку самого ключа, если таковая произойдет. РЧ ключи 2, объединитель 5 и электронный блок 7 могут быть установлены в шасси 18, совместимое со стандартами МЭК 297 и/или МЭК 917, и таким образом составлять единое устройство.
Упрощенная схема внутренней конструкции объединителя 5 представлена на фиг. 2 (вид сверху) и фиг. 3 (вид сбоку). Объединитель 5 размещается внутри шасси 18 высотой 4U или более (где U-единица высоты в соответствии со стандартами МЭК 297 и/или МЭК 917, равная 44,45 мм (1,750 дюйма)), определяемого стандартами МЭК 297 и/или МЭК 917 с присоединительными фланцами 16. С задней стороны шасси 18 расположено от 8 до 16 входов 11 и выход 12. На всех входах установлены радиочастотные ключи большой мощности, подключенные ко входам объединителя и/или являющиеся его частью. Радиочастотные ключи выполнены в виде отдельных подключаемых модулей и/или являются его частью. Внутри шасси 18 расположен центральный проводник 13, к которому с помощью петель связи 14 подключаются входы 11. Центральный проводник 13 имеет изогнутую форму так, чтобы иметь соединение с выходом 12, находящимся с той же стороны шасси 18, что и входы 11. Область внутри шасси 18, в которой расположены входы 11, отделена от области, в которой расположен выход 12, с помощью внутренней перегородки 15. Контур центрального проводника 13, а также форма петель 14 может иметь разную конфигурацию для разных рабочих частот и количества входов 11 в объединитель для обеспечения согласования РЧ сигнала на входах 11 и выходе 12. Кроме этого, в конструкции объединителя могут присутствовать дополнительные элементы 17, выполненные из металла и/или диэлектрика для обеспечения дополнительного согласования РЧ сигнала и/или механической поддержки центрального проводника 13.
Claims (3)
1. Конструкция радиочастотного объединителя большой мощности, включающего входы в количестве от 8 до 16 штук и выход, расположенные с задней стороны шасси высотой 4U или более (где U - единица высоты в соответствии со стандартами МЭК 297 и/или МЭК 917, равная 44,45 мм (1,750 дюйма)), отличающаяся тем, что на всех входах установлены радиочастотные ключи большой мощности, подключенные ко входам объединителя и/или являющиеся его частью, управляющиеся внешними дискретными сигналами, позволяющими переключать ключи из положения пропускания в положение короткого замыкания и обратно, при этом нормальным состоянием ключа является положение короткого замыкания, в конструкции объединителя присутствует электронный блок, позволяющий определить текущее положение ключа.
2. Конструкция объединителя по п. 1, отличающаяся тем, что радиочастотные ключи выполнены в виде отдельных подключаемых модулей и/или являются его частью.
3. Конструкция объединителя по п. 2, отличающаяся тем, что в конструкции объединителя и ключей присутствует печатная плата, позволяющая определить текущее положение ключа независимо от управляющего дискретного сигнала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142911U RU181024U1 (ru) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Конструкция радиочастотного объединителя с ключами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142911U RU181024U1 (ru) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Конструкция радиочастотного объединителя с ключами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU181024U1 true RU181024U1 (ru) | 2018-07-03 |
Family
ID=62813669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017142911U RU181024U1 (ru) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Конструкция радиочастотного объединителя с ключами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU181024U1 (ru) |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4755769A (en) * | 1987-05-20 | 1988-07-05 | General Electric Company | Composite amplifier with efficient power reduction |
US4780685A (en) * | 1987-03-19 | 1988-10-25 | General Electric Company | Composite power amplifier with redundancy |
US4965530A (en) * | 1989-09-26 | 1990-10-23 | General Electric Company | Parallelled amplifier with switched isolation resistors |
US5256987A (en) * | 1990-06-22 | 1993-10-26 | Fujitsu Limited | Power amplifier device having a plurality of power amplifier units connected in parallel |
US5610556A (en) * | 1995-10-31 | 1997-03-11 | Space Systems/Loral, Inc. | Multi-port amplifiers with switchless redundancy |
US6014056A (en) * | 1997-04-24 | 2000-01-11 | Alcatel | Power amplifier circuit with low degradation in the event of breakdowns |
US6020848A (en) * | 1998-01-27 | 2000-02-01 | The Boeing Company | Monolithic microwave integrated circuits for use in low-cost dual polarization phased-array antennas |
EP1476912B1 (en) * | 2002-02-18 | 2007-11-07 | Ace Technology | Switchable combiner and integrated combining apparatus for using it |
US8913971B2 (en) * | 2010-04-20 | 2014-12-16 | Rf Micro Devices, Inc. | Selecting PA bias levels of RF PA circuitry during a multislot burst |
WO2015112047A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Siemens Research Center Limited Liability Company | Arrangement and method for rf high power generation able to compensate a power amplifier module with failure |
WO2016108710A1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-07 | Siemens Research Center Limited Liability Company | Arrangement for rf high power generation |
US9503034B2 (en) * | 2014-10-17 | 2016-11-22 | Daico Industries, Inc. | RF/microwave high power switching combiner unit |
EP3131199A1 (en) * | 2015-08-11 | 2017-02-15 | Nokia Solutions and Networks GmbH & Co. KG | N-way load modulation amplifier |
-
2017
- 2017-12-08 RU RU2017142911U patent/RU181024U1/ru active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4780685A (en) * | 1987-03-19 | 1988-10-25 | General Electric Company | Composite power amplifier with redundancy |
US4755769A (en) * | 1987-05-20 | 1988-07-05 | General Electric Company | Composite amplifier with efficient power reduction |
US4965530A (en) * | 1989-09-26 | 1990-10-23 | General Electric Company | Parallelled amplifier with switched isolation resistors |
US5256987A (en) * | 1990-06-22 | 1993-10-26 | Fujitsu Limited | Power amplifier device having a plurality of power amplifier units connected in parallel |
US5610556A (en) * | 1995-10-31 | 1997-03-11 | Space Systems/Loral, Inc. | Multi-port amplifiers with switchless redundancy |
US6014056A (en) * | 1997-04-24 | 2000-01-11 | Alcatel | Power amplifier circuit with low degradation in the event of breakdowns |
US6020848A (en) * | 1998-01-27 | 2000-02-01 | The Boeing Company | Monolithic microwave integrated circuits for use in low-cost dual polarization phased-array antennas |
EP1476912B1 (en) * | 2002-02-18 | 2007-11-07 | Ace Technology | Switchable combiner and integrated combining apparatus for using it |
US8913971B2 (en) * | 2010-04-20 | 2014-12-16 | Rf Micro Devices, Inc. | Selecting PA bias levels of RF PA circuitry during a multislot burst |
WO2015112047A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Siemens Research Center Limited Liability Company | Arrangement and method for rf high power generation able to compensate a power amplifier module with failure |
US9503034B2 (en) * | 2014-10-17 | 2016-11-22 | Daico Industries, Inc. | RF/microwave high power switching combiner unit |
WO2016108710A1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-07 | Siemens Research Center Limited Liability Company | Arrangement for rf high power generation |
EP3131199A1 (en) * | 2015-08-11 | 2017-02-15 | Nokia Solutions and Networks GmbH & Co. KG | N-way load modulation amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5561397A (en) | Solid state amplifier for microwave transmitter | |
JP2868600B2 (ja) | 周波数動作する並列増幅装置及び結合装置 | |
US11277934B2 (en) | Rack comprising a high power RF amplifier | |
US20180254748A1 (en) | Inverted three-stage doherty amplifier | |
US10044329B2 (en) | Transmission module, array antenna device including transmission module, and transmission device including transmission module | |
KR101815219B1 (ko) | 장애가 있는 전력 증폭기 모듈을 보상할 수 있는 rf 고전력 생성을 위한 장치 및 방법 | |
RU181024U1 (ru) | Конструкция радиочастотного объединителя с ключами | |
CN108092677B (zh) | 一种发射组件 | |
US10411665B2 (en) | Resonant cavity combined solid state amplifier system | |
US20180284860A1 (en) | Electronic communications device, particularly power-over-ethernet terminal, as well as add-on board | |
Jacob | Radio frequency solid state amplifiers | |
CN113872584A (zh) | 开关电路、电路板组件及电子设备 | |
Jensen et al. | Overview and status of ESS RF systems | |
CN106685371B (zh) | 一种分合路器及Ku波段大功率固态功率放大器 | |
RU2652458C2 (ru) | Устройство и метод генерации высокой радиочастотной мощности | |
Caruso | HYBRID CONFIGURATION, SOLID STATE–TUBE, REVAMPS AN OBSOLETE FULL TUBE AMPLIFIER FOR THE INFN K-800 SUPERCONDUCTING CYCLOTRON | |
CN115668758A (zh) | 跟踪器模块、功率放大模块、高频模块以及通信装置 | |
CN218829867U (zh) | 功率放大电路和电子设备 | |
CN102812633B (zh) | 并联校正放大器 | |
US8610502B2 (en) | Re-configurable amplifier | |
JP2005525726A (ja) | 固体送信機回路 | |
CN114785290B (zh) | 包络跟踪电源调制器、芯片及射频放大系统 | |
CN212008903U (zh) | 一种多频段频率源组件 | |
Lyles et al. | Test results for the 201.25 MHz tetrode power amplifier at LANSCE | |
EP3579410A1 (en) | High power solid state rf amplifier |