RU204157U1

RU204157U1 - Сумматор двух высокочастотных сигналов

Info

Publication number: RU204157U1
Application number: RU2020131352U
Authority: RU
Inventors: Владимир Тимофеевич Аралов; Алексей Андреевич Житенев
Original assignee: Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2021-05-12

Abstract

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована, в частности, при измерении электрических параметров радиоприемных и радиопередающих устройств.Технический результат - обеспечение технологичности устройства и повторяемости его характеристик в процессе производства, а также расширение диапазона рабочих частот.Для решения поставленной задачи в сумматоре двух высокочастотных сигналов, обмотка трансформатора (Т1) выполнена коаксиальным кабелем, имеющим волновое сопротивление 50 Ом. При этом трансформатор (Т1) может быть выполнен без сердечника или с ферритовым сердечником различной формы. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована, в частности, при измерении электрических параметров радиоприемных и радиопередающих устройств.

Коэффициент стоячей волны (КСВ) входов сумматоров σ является важнейшей характеристикой указанных устройств. При этом для практического использования считается достаточным обеспечить КСВ в диапазоне рабочих частот δ≤1,2 [Проектирование и техническая эксплуатация радиопередающих устройств / М.А. Сиверс, Г.А. Зейтленок, Ю.Б. Несвижский и др.: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1989., Широкополосные радиопередающие устройства (Радиочастотные тракты на полупроводниковых приборах) / Алексеев О.В., Головков А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А.; Под ред. О.А. Алексеева. - М.: Связь, 1978.].

Известны двухвходовые мостовые устройства, которые применяются как самостоятельно, так и в составе более сложных сумматоров, выполненных, например, по бинарному принципу [Combining units for a 1 kW wideband HF amplifier. Application Note AN98032. Philips Semiconductors. 1998 Mar 23.]. Разнообразные варианты таких устройств получают преобразованием классического моста Уинстона на основе принципа взаимности, использования дополнительных трансформаторов и фазокомпенсирующих линий, объединения точек, имеющих одинаковый потенциал, совмещением с помощью согласованных линий пар сопротивлений противоположных плеч в одно, а также и других методов [Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний/В.В. Заенцев, В.М. Катушкина, С.Е. Лондон, З.И. Модель; Под ред. З.И. Моделя. - М.: Сов. радио, 1980., Лондон С.Е., Томашевич С. В. Справочник по высокочастотным трансформаторным устройствам. - М.: Радио и связь, 1984.]. Конструктивно сумматоры выполняются из отрезков линий передачи, в качестве которых могут служить, например, отрезки двухпроводной линии, полоскового или коаксиального кабеля, намотанные при необходимости на ферритовые сердечники.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является сумматор двух ВЧ сигналов, представленный в [интернет ресурс http://orc.ho.ua/?p=4334], принятый за прототип.

Схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено:

R1, R2, R3 - первый, второй и третий резисторы;

Т1 - трансформатор;

Вх. «А», Вх. «В» - первый и второй входы;

Вых. - выход устройства.

Устройство-прототип содержит трансформатор Т1, выполненный двойным проводом (скруткой из двух проводов), в качестве сердечника трансформатора используется ферритовое кольцо. Точка соединения выводов первого R1 и второго R2 резисторов подключена к клемме входа «А». Начало первичной обмотки трансформатора Т1 соединено с точкой соединения второго R2 и третьего R3 резисторов, другой вывод которого соединен с концом первичной обмотки трансформатора Т1 и общей шиной. Начало вторичной обмотки трансформатора Т1 соединено с другим выводом первого резистора R1 и с клеммой выхода сумматора. Конец вторичной обмотки трансформатора Т1 подключен к клемме входа «В». При этом волновое сопротивление скрутки обмотки трансформатора составляет 50 Ом, каждый резистор R1, R2, R3 имеет сопротивление 50 Ом.

Недостатком устройства-прототипа является сильная зависимость КСВ входов «А» и «В» от волнового сопротивления скрутки обмотки трансформатора Т1, как это показано на фиг 2 а, б:

а) волновое сопротивление скрутки 50 Ом;

б) волновое сопротивление скрутки 44,5 Ом.

Как видно из фиг.2 а, 6 изменение волнового сопротивления скрутки всего лишь на 10% от номинального значения (фиг.2 б) приводит к существенному рассогласованию входов «А» и «В» устройства и, как следствие этого, к сокращению диапазона рабочих частот. Указанная зависимость приводит к нарушению повторяемости характеристик устройства в производстве и снижению его технологичности.

Задача предлагаемого технического решения - улучшение технологичности устройства и повторяемости его характеристик в процессе производства, расширение диапазона рабочих частот.

Для решения поставленной задачи в сумматоре двух высокочастотных сигналов, содержащем трансформатор, начало первичной обмотки которого подключено к точке соединения первого и второго резисторов, конец первичной обмотки соединен с другим выводом третьего резистора и общей шиной; начало вторичной обмотки трансформатора соединено с одним выводом первого резистора и клеммой выхода сумматора; конец вторичной обмотки трансформатора подсоединен к клемме входа «В», при этом другие выводы первого и второго резисторов соединены с клеммой входа «А», согласно полезной модели, обмотка трансформатора выполнена коаксиальным кабелем, имеющим волновое сопротивление 50 Ом.

Схема предлагаемого сумматора аналогична схеме устройства-прототипа и приведена на фиг.1 с теми же обозначениями.

Подключение всех элементов предлагаемого сумматора аналогично устройству-прототипу.

Отличие заявляемого устройства от прототипа состоит в том, что обмотка трансформатора Т1 выполняется коаксиальным кабелем, имеющим волновое сопротивление 50 Ом. В этом случае устройство будет иметь КСВ по входам «А» и «В», аналогичные приведенным на фиг.2 а. Развязка между входами предлагаемого устройства не изменяется по сравнению с прототипом. Трансформатор Т1 сумматора может быть выполнен на ферритовом сердечнике различной формы (кольцо, стержень, двухотверстный сердечник и др.) или без сердечника, т.е. расширяется возможность использования трансформатора не только с ферритовым сердечником в форме кольца.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Сумматор предназначен для работы в 50-омном высокочастотном тракте.

Высокочастотные сигналы генераторов подаются на входы «А» и «В». Суммарный сигнал подается в нагрузку с выхода устройства. За счет использования коаксиального кабеля, с точным значением сопротивления, получается согласованный тракт, который обеспечивает минимальные потери при суммировании сигнала.

Поскольку обмотка трансформатора Т1 выполнена коаксиальным кабелем, имеющим волновое сопротивление 50 Ом, это приводит к улучшению параметров приемопередающей аппаратуры за счет уменьшения потерь при суммирование сигналов, то есть повышается технологичность изготовления устройства и повторяемость его характеристик в процессе производства, а также расширяется диапазон рабочих частот.

Использование коаксиального кабеля в качестве обмоток трансформатора с точным значением сопротивления обеспечивает минимальные потери сигнала. Причем экранированная оплетка коаксиального кабеля защищает внутренний проводник от электромагнитных помех, препятствуя утечке сигнала.

Claims

1. Сумматор двух высокочастотных сигналов, содержащий трансформатор, начало первичной обмотки которого подключено к точке соединения третьего и второго резисторов, конец первичной обмотки соединен с другим выводом третьего резистора и общей шиной; начало вторичной обмотки трансформатора соединено с одним выводом первого резистора и клеммой выхода сумматора, конец вторичной обмотки трансформатора подсоединен к клемме входа «В», при этом другие выводы первого и второго резисторов соединены с клеммой входа «А», кроме того, резисторы имеют сопротивление 50 Ом, отличающийся тем, что обмотка трансформатора выполнена коаксиальным кабелем, имеющим волновое сопротивление 50 Ом.

2. Сумматор по п. 1, отличающийся тем, что трансформатор выполнен без сердечника.

3. Сумматор по п. 1, отличающийся тем, что трансформатор выполнен на ферритовом сердечнике различной формы.

4. Сумматор по п. 3, отличающийся тем, что ферритовый сердечник выполнен в виде кольца.

5. Сумматор по п. 3, отличающийся тем, что ферритовый сердечник выполнен в виде стержня.

6. Сумматор по п. 3, отличающийся тем, что ферритовый сердечник выполнен двухотверстным.