RU2420871C2

RU2420871C2 - Radio transmitter

Info

Publication number: RU2420871C2
Application number: RU2009117187/09A
Authority: RU
Inventors: Шамиль Загреевич Яхин (RU); Шамиль Загреевич Яхин
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2011-06-10
Also published as: RU2009117187A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: radio transmitter has a radio pulse exciter consisting of a high frequency generator and a pre-amplifier, a power divider and a power adder, connected to each other by a reference amplifier channel and power amplification channels, the number of which is equal to N=2ⁿ, where n is a positive integer which is determined by the output power of the radio transmitter, and a phase changer control device. The power amplification channels include controlled phase changers and power output amplifiers. The power adder consists of directed eight-terminal circuits.

EFFECT: provision of the required output power in the antenna and feeder transmission line of the radio transmitter and guaranteed switching of the power microwave signal from one antenna to the other.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к импульсным устройствам радиолокационных систем, и может быть использовано для получения модулированных электрических колебаний в диапазонах радиочастот.The invention relates to the field of radar, in particular to pulsed devices of radar systems, and can be used to obtain modulated electrical oscillations in the radio frequency ranges.

Известен радиопередатчик, содержащий генератор радиочастоты, делитель и квадратурный сумматор мощности, соединенные между собой линиями связи, состоящими из последовательно соединенных подстроенных фазовращателей и усилителей мощности, при этом квадратурный сумматор мощности одним выходом подключен, например, к антенне (кн. Проектирование радиопередатчиков: Учеб. Пособие для вузов/В.В.Шахгильдян, М.С.Шумилин, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В.Шахгильдяна. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 2000. - 656 с.: ил. - стр.165, рис.2.26). Данное устройство принято за прототип.A known radio transmitter containing a radio frequency generator, a divider and a quadrature power adder, interconnected by communication lines consisting of series-connected tuned phase shifters and power amplifiers, while the quadrature power adder is connected with one output, for example, to an antenna (book. Design of radio transmitters: Textbook. A manual for universities / V.V. Shahgildyan, M.S. Shumilin, V. B. Kozyrev and others; Under the editorship of V.V. Shahgildyan. - 4th ed., Revised and supplemented - M .: Radio and communications, 2000 .-- 656 p.: Ill. - p. 165, fig. 2.26). This device is taken as a prototype.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является наличие в нем только одного выхода, требующего для переключения мощного СВЧ-сигнала с одной антенны на другую антенно-фидерной системы применения, например, электронного коммутатора, который вносит дополнительное затухание в антенно-фидерный тракт и уменьшает выходную мощность радиопередатчика, который не гарантирует надежное переключение за очень короткое время, менее одной микросекунды, и значительно усложняет конструкцию известного устройства.A disadvantage of the known device adopted for the prototype is the presence of only one output in it, which requires an antenna-feeder application system for switching a powerful microwave signal from one antenna to another, for example, an electronic switch that introduces additional attenuation into the antenna-feeder path and reduces the output power of the radio transmitter, which does not guarantee reliable switching in a very short time, less than one microsecond, and significantly complicates the design of the known device.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является сохранение выходной мощности в антенно-фидерном тракте радиопередатчика и обеспечение гарантированного переключения мощного СВЧ-сигнала с одной антенны на другую.The main objective, the solution of which the claimed technical solution is directed, is to preserve the output power in the antenna-feeder path of the radio transmitter and ensure guaranteed switching of a powerful microwave signal from one antenna to another.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является обеспечение необходимой выходной мощности в антенно-фидерном тракте радиопередатчика и гарантированное переключение мощного СВЧ-сигнала с одной антенны на другую антенно-фидерной системы.The technical result achieved by the implementation of the proposed technical solution is to provide the necessary output power in the antenna-feeder path of the radio transmitter and guaranteed switching of a powerful microwave signal from one antenna to another antenna-feeder system.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном радиопередатчике, содержащем возбудитель радиоимпульсов, состоящий из последовательно соединенных генератора высокой частоты и предварительного усилителя, делитель и сумматор мощности, соединенные между собой параллельно работающими опорным каналом усиления и каналами усиления, включающими в себя последовательно соединенные фазовращатели и оконечные усилители мощности, при этом каждый выход делителя соединен через канал усиления с соответствующим входом сумматора, а сумматор мощности состоит из одного или нескольких направленных восьмиполюсников, соединенных между собой, причем выходы, на одном из которых получается суммарный сигнал в зависимости от состояния фазовращателей на входах оконечных усилителей, подключены к антенно-фидерной системе и к согласованной нагрузке, согласно предложенному техническому решению;The specified technical result is achieved by the fact that in the known radio transmitter containing the exciter of radio pulses, consisting of a series-connected high-frequency generator and a pre-amplifier, a divider and a power adder, interconnected in parallel by a working reference amplification channel and amplification channels, including phase-shifters connected in series and terminal power amplifiers, wherein each output of the divider is connected through an amplification channel to the corresponding input of the adder, and the power adder consists of one or more directional eight-terminal connected to each other, and the outputs, on one of which a total signal is obtained depending on the state of the phase shifters at the inputs of the terminal amplifiers, are connected to the antenna-feeder system and to the matched load, according to the proposed technical solution ;

фазовращатель или фазовращатели выполнены управляемыми, для чего радиопередатчик снабжен устройством управления указанными фазовращателями, последние управляющими входами подключены к соответствующим выходам устройства управления, при этом вход оконечного усилителя мощности опорного канала усиления подключен непосредственно к соответствующему выходу делителя мощности;the phase shifter or phase shifters are made controllable, for which the radio transmitter is equipped with a control device for said phase shifters, the last control inputs are connected to the corresponding outputs of the control device, while the input of the terminal power amplifier of the reference amplification channel is connected directly to the corresponding output of the power divider;

число каналов усиления мощности N=2ⁿ, где n - целое положительное число, которое определяется выходной мощностью радиопередатчика и требуемым числом выходов, подключаемых к антенно-фидерному тракту;the number of power amplification channels N = 2 ⁿ , where n is a positive integer, which is determined by the output power of the radio transmitter and the required number of outputs connected to the antenna-feeder path;

он выполнен четырехканальным, для чего сумматор мощности содержит две пары направленных восьмиполюсников, подключенные друг к другу каскадно-перекрестным соединением, один из которых подключен двумя выходами к антенно-фидерной системе, а второй - одним выходом на эквивалент антенны, а другим - к согласованной нагрузке.it is made four-channel, for which the power adder contains two pairs of directional eight-terminal devices connected to each other by cascade-cross connection, one of which is connected by two outputs to the antenna-feeder system, and the second - by one output to the antenna equivalent, and the other - to the coordinated load .

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного радиопередатчика, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art cited by the applicant has made it possible to establish that there are no analogs characterized by sets of features identical to all the features of the claimed radio transmitter. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty."

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The search results for known solutions in the art in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the features of the claimed technical solution have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed technical solution on the achievement of the specified technical result has not been revealed. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "inventive step".

На фиг.1 показана функциональная схема радиопередатчика. Радиопередатчик содержит возбудитель радиоимпульсов 1, делитель 2 и сумматор 3 мощности. Возбудитель радиоимпульсов 1 состоит из генератора высокой частоты 4 и предварительного усилителя мощности 5. Делитель 2 и сумматор 3 мощности соединены между собой каналами усиления 6_а, 6_б, 6_в и 6_г, число которых N=2ⁿ, где n - целое положительное число, которое определяется выходной мощностью радиопередатчика и требуемым числом выходов. Сумматор мощности 3 состоит из направленных восьмиполюсников 7_а, 7_б, 7_в и 7_г с переходным ослаблением 3 дБ, при этом число выходов сумматора мощности 3 адекватно количеству каналов антенно-фидерной системы I и II и эквиваленту антенны III (условно не показаны), а также согласованной нагрузке 8. Каналы усиления 6_б, 6_в и 6_г включают в себя последовательно соединенные управляемые фазовращатели 9 и оконечные усилители мощности 10, при этом опорный канал усиления 6_а одним концом подключен к соответствующему выходу делителя мощности 2, а другим - к входу сумматора мощности 3. Радиопередатчик снабжен устройством 11 управления фазовращателями 9, последние управляющими входами подключены к соответствующим выходам устройства 11 управления.Figure 1 shows a functional diagram of a radio transmitter. The radio transmitter contains the exciter of the radio pulses 1, the divider 2 and the adder 3 power. The causative agent of the radio pulses 1 consists of a high-frequency generator 4 and a preliminary power amplifier 5. The divider 2 and the power adder 3 are interconnected by amplification channels 6 _a , 6 _b , 6 _c and 6 _g , the number of which is N = 2 ⁿ , where n is a positive integer a number that is determined by the output power of the radio transmitter and the required number of outputs. The power adder 3 consists of directed eight-port 7 _a , 7 _b , 7 _c and 7 _g transient attenuation of 3 dB, while the number of outputs of the power adder 3 is adequate to the number of channels of the antenna-feeder system I and II and the antenna equivalent III (not shown conventionally) and a matched load 8. amplification channels 6 _b, ₆ _d and 6 include series-connected controllable phase shifters 9 and the final power amplifier 10, the gain reference channel 6 _and one end connected to a corresponding output of the power divider 2, and the other - to enter from power combiner 3. The radio control apparatus 11 is provided with the phase shifters 9, past control inputs connected to respective outputs of the control device 11.

Радиопередатчик работает следующим образом.The radio transmitter operates as follows.

Радиоимпульс, выработанный генератором высокой частоты 4 возбудителя 1 и усиленный предварительным усилителем мощности 5, поступает на вход делителя мощности 2, последний обеспечивает равномерное распределение сигнала на входы оконечных усилителей мощности 10 с учетом потерь мощности проходящего сигнала в управляемых фазовращателях 9 каналов усиления 6_б, 6_в и 6_г, которое обеспечивает суммирование сигналов опорного канала 6_а и канала 6_б на выходе (3) направленного восьмиполюсника 7_а, каналов 6_в и 6_г - на выходе (3) направленного восьмиполюсника 7_б и всех сигналов - на выходе (3) направленного восьмиполюсника 7_в. Для переключения суммарного сигнала на выход II сумматора мощности 3 устройство управления 11 подает управляющий сигнал на фазовращатели 9 каналов усиления 6_в и 6_г, которые переходят в другое состояние, характеризующееся изменением фазы несущего колебания, прошедшего через фазовращатели сигнала, на 180°. Поскольку относительный сдвиг фаз несущего колебания в каналах 6_в и 6_г не изменился, колебания, усиленные в этих каналах, по-прежнему суммируются на выходе (3) направленного восьмиполюсника 7_б и переходят на вход (2) направленного восьмиполюсника 7_в. При этом относительное распределение фаз суммируемого сигнала на входах (1) и (2) направленного восьмиполюсника 7_в из-за перехода коммутируемых фазовращателей 9 в каналах 7_б и 7_в в другое состояние меняется таким образом, что суммарный сигнал появляется на выходе (4) направленного восьмиполюсника 7_в. Для переключения суммарного сигнала на выход III сумматора мощности 3 устройство управления 11 подает управляющий сигнал только на фазовращатели 9 каналов 6_б и 6_г. При этом суммарный сигнал опорного канала 6_а и канала усиления 6_б появляется на выходе (4) направленного восьмиполюсника 7_а, а суммарный сигнал каналов 6_в и 6_г - на выходе (4) направленного восьмиполюсника 7_б. Эти сигналы суммируются направленным восьмиполюсником 7_г и появляются на выходе III сумматора мощности 3.The radio pulse generated by the high-frequency generator 4 of the pathogen 1 and amplified by the preliminary power amplifier 5 is fed to the input of the power divider 2, the latter provides a uniform distribution of the signal to the inputs of the terminal power amplifiers 10 taking into account the power loss of the transmitted signal in the controlled phase shifters 9 amplification channels 6 _b , 6 and _{in the} 6 _g, which provides a summation of the reference channel signals of the channel 6 _a and 6 _b at the outlet (3) directed vosmipolyusnika _and 7, the channels ₆ and 6 _g - outlet (3) directed vosmipolyu nick _7b and all signal - at the outlet (3) directed vosmipolyusnika _7. To shift the sum signal on the output of the power combiner 3 II control unit 11 delivers a control signal to the gain phase shifters 9 channels ₆ and 6 _g, which pass to a different state, characterized by a phase change of the carrier wave passing through the phase shifters signal 180 °. Since the relative phase shift of the carrier wave in the channels ₆ and 6 _{g of} unchanged, vibrations, reinforced in these channels are still summed at the output (3) directed vosmipolyusnika _7b and transferred to the input (2) directed vosmipolyusnika _7. In this case, the relative phase distribution of the summed signal at the inputs (1) and (2) of the directional eight-pole 7 _in due to the transition of the switched phase shifters 9 in channels 7 _b and 7 _to a different state changes so that the total signal appears at the output (4) directed eight-terminal 7th _century To switch the total signal to the output III of the power adder 3, the control device 11 supplies the control signal only to the phase shifters 9 of the channels 6 _b and 6 _g . In this case, the total signal of the reference channel 6 _a and amplification channel 6 _b appears at the output (4) of the directional eight-terminal 7 _a , and the total signal of channels 6 _c and 6 _g appears at the output (4) of the directed eight-terminal 7 _b . These signals are summed by a directional eight-pole 7 _g and appear at the output of the III power adder 3.

Claims

1. A radio transmitter containing an exciter of radio pulses, consisting of a series-connected high-frequency generator and a pre-amplifier, a power divider and a power adder, interconnected by a reference amplification channel and power amplification channels, including series-connected phase shifters and terminal power amplifiers, wherein the adder power consists of interconnected directional eight-terminal devices that are connected to an antenna-feeder system and to a coordinated load, characterized in that the phase shifters are located in front of the terminal power amplifiers and are controllable, for which the radio transmitter is equipped with a control device for said phase shifters, the last control inputs are connected to the corresponding outputs of the control device, while the input of the terminal power amplifier of the reference amplification channel is connected directly to the corresponding output of the power divider, and the number of power amplification channels N = 2 ⁿ , where n is a positive integer, which is determined by the output power radio transmitter and the required number of outputs connected to the antenna-feeder system.

2. The radio transmitter according to claim 1, characterized in that it is made four-channel, for which the power adder contains two pairs of directed eight-terminal, one of which is connected by two outputs to the antenna-feeder system, and the second one output to the antenna equivalent, and the other to a consistent load.