RU2776468C1 - Adder of microwave signals - Google Patents

Adder of microwave signals Download PDF

Info

Publication number
RU2776468C1
RU2776468C1 RU2021126952A RU2021126952A RU2776468C1 RU 2776468 C1 RU2776468 C1 RU 2776468C1 RU 2021126952 A RU2021126952 A RU 2021126952A RU 2021126952 A RU2021126952 A RU 2021126952A RU 2776468 C1 RU2776468 C1 RU 2776468C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adder
microwave
radiator
active resistance
additional
Prior art date
Application number
RU2021126952A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Викторович Быков
Ольга Борисовна Быкова
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" (ПАО "НПО АЛМАЗ")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" (ПАО "НПО АЛМАЗ") filed Critical Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" (ПАО "НПО АЛМАЗ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2776468C1 publication Critical patent/RU2776468C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: microwave technology.
SUBSTANCE: invention relates to microwave technology, in particular, to devices for adding (dividing) microwave signals and can be used for adding (dividing) microwave signals in feeder paths of communication technology and radar devices, television, in measuring technology. In the adder of microwave signals, containing a symmetrical tee, having two outputs (inputs) located on opposite sides of the input (output), connected by transmission lines with the output (input), active resistance included between the lines, an additional microwave transmission line is introduced, connecting active resistance radiator with adder housing. An additional microwave transmission line connecting the active resistance radiator with an external radiator (adder case) is made in the form of a tuning element.
EFFECT: increase in the level of operating power while maintaining good matching and low losses, simplifying the design, increasing the bandwidth of operating frequencies while maintaining a high level of operating power.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ), в частности, к устройствам сложения (деления) СВЧ сигналов и может быть использовано для сложения (деления) СВЧ сигналов в фидерных трактах техники связи и радиолокационных устройств, телевидении, измерительной технике.The invention relates to microwave technology, in particular, to devices for adding (dividing) microwave signals and can be used for adding (dividing) microwave signals in feeder paths of communication technology and radar devices, television, measuring equipment.

При разработке устройств СВЧ возникает задача создания устройства сложения (деления) СВЧ сигналов на большой уровень рабочей мощности, с малыми потерями и хорошим согласованием в широком частотном диапазоне, имеющего малые массогабаритные показатели. При этом необходимо, чтобы входы сумматора были развязаны между собой. Развязка входов сумматора (делителя) позволяет осуществлять сложение (деление) сигналов, например, сложение СВЧ сигнала от нескольких генераторов при выходе одного или нескольких из строя.When developing microwave devices, the problem arises of creating a device for adding (dividing) microwave signals to a high level of operating power, with low losses and good matching in a wide frequency range, having small weight and size indicators. In this case, it is necessary that the inputs of the adder be isolated from each other. Isolation of the inputs of the adder (divider) allows the addition (division) of signals, for example, the addition of a microwave signal from several generators when one or more fails.

Сложение (деление) СВЧ сигнала можно осуществлять с помощью кольцевого моста (Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств, Жук М.С. и Молочков Ю.Б., М., «Энергия», 1973). Кольцевые мосты могут быть выполнены на линиях различного типа: коаксиальных, симметричных и несимметричных полосковых линиях. Кольцевой мост содержит корпус и установленный внутри него проводник, выполненный в виде замкнутого кольца, выход, два входа, установленные по разные стороны от выхода на расстоянии равном четверти длины волны, и второй выход, расположенный между входами на расстоянии четверти длины волны от одного из входов и трех четвертей от другого, и соединенный с согласованной нагрузкой.Addition (division) of the microwave signal can be carried out using a ring bridge (Design of lens, scanning, wide-range antennas and feeder devices, Zhuk MS and Molochkov Yu.B., M., "Energy", 1973). Ring bridges can be made on lines of various types: coaxial, balanced and unbalanced strip lines. The ring bridge contains a body and a conductor installed inside it, made in the form of a closed ring, an output, two inputs installed on opposite sides of the output at a distance equal to a quarter of a wavelength, and a second output located between the inputs at a distance of a quarter of a wavelength from one of the inputs and three quarters from the other, and connected to a matched load.

При присоединении к двум входам генераторов, СВЧ сигналы от них складываются, и выход из строя одного из генераторов не сказывается на работе второго. В этом устройстве могут суммироваться сигналы большой мощности, так как мощность ограничивается, в основном, мощностью, которая способна выдержать согласованная нагрузка.When connected to two inputs of generators, the microwave signals from them are added, and the failure of one of the generators does not affect the operation of the second. High power signals can be summed in this device, since the power is limited mainly by the power that the matched load can handle.

Однако указанное устройство имеет большие габариты. Полная длина средней линии кольца равна 1,5λ (Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств, Жук М.С. и Молочков Ю.Б., М., «Энергия», 1973).However, this device has large dimensions. The total length of the middle line of the ring is 1.5λ (Design of lens, scanning, wide-range antennas and feeder devices, Zhuk M.S. and Molochkov Yu.B., M., Energia, 1973).

Другим устройством, с помощью которого можно осуществлять сложение (деление) СВЧ сигнала является кольцевой делитель (сумматор) (Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях, Малорадский Л.Г., Явич Л.Р., М., «Советское Радио», 1972), состоящий из симметричного тройника, имеющий вход и 2 выхода, расположенные по разные стороны от входа на расстоянии равном четверти длины волны, и активное сопротивление, одним концом подключенное к первому выходу, вторым - ко второму. Делитель (сумматор) мощности обеспечивает развязку между выходными плечами, хорошее согласование, малые потери и значительно меньшие габариты, так как полная длина средней линии равна 0,5λ.Another device with which you can add (divide) a microwave signal is a ring divider (adder) (Design and calculation of microwave elements on strip lines, Maloradsky L.G., Yavich L.R., M., "Soviet Radio", 1972), consisting of a symmetrical tee, having an input and 2 outputs located on opposite sides of the input at a distance equal to a quarter of the wavelength, and an active resistance connected at one end to the first output, the other - to the second. The power divider (adder) provides decoupling between the output arms, good matching, low losses and much smaller dimensions, since the total length of the center line is 0.5λ.

Однако это устройство имеет малый уровень рабочей мощности, так как, использование активного сопротивления, рассчитанного на большую рабочую мощность, приводит к значительному ухудшению параметров из-за наличия паразитных реактивностей сопротивления (индуктивность и емкость выводов, емкость, образованная резистивным слоем и корпусом и т.п.). Это объясняется тем, что для увеличения рабочей мощности необходимо применять внешний радиатор, который, как правило, соединен с корпусом устройства.However, this device has a low level of operating power, since the use of active resistance designed for high operating power leads to a significant deterioration in parameters due to the presence of parasitic reactances of the resistance (inductance and capacitance of the leads, capacitance formed by the resistive layer and the case, etc.). P.). This is because to increase the operating power it is necessary to use an external radiator, which, as a rule, is connected to the device case.

Другим аналогом, выбранным в качестве прототипа в связи со сходством выполняемой технической задачи, является (сумматор) делитель (Делитель СВЧ сигналов, патент на полезную модель №113421 кл. МПК Н01Р 5/16, опубл. 10.02.2012), содержащий симметричный тройник, имеющий вход, два выхода, расположенные по разные стороны от входа на расстоянии равном четверти длины волны и активное сопротивление, одним концом подключенное к первому выходу, вторым - ко второму, в котором введены два подстроечные элемента, причем первый подключен к одному выводу активного сопротивления, второй к другому выводу активного сопротивления.Another analog, chosen as a prototype due to the similarity of the technical task being performed, is a (adder) divider (UHF signal divider, utility model patent No. 113421 cl. IPC H01R 5/16, publ. having an input, two outputs located on opposite sides of the input at a distance equal to a quarter of a wavelength and an active resistance connected at one end to the first output, the second - to the second, in which two tuning elements are introduced, the first being connected to one output of the active resistance, the second to another output of active resistance.

Использование подстроечных элементов позволяет применять установленные на радиаторе сопротивления, рассчитанные на рассеяние сигнала большой мощности, что повышает рабочую мощность устройства. При этом сохраняются хорошее согласование, малые потери.The use of tuning elements allows the use of resistances mounted on the radiator, designed to scatter a high power signal, which increases the operating power of the device. At the same time, good coordination and low losses are maintained.

Однако недостатком этого устройства является невысокий уровень рабочей мощности, который может быть обусловлен следующими причинами:However, the disadvantage of this device is the low level of operating power, which may be due to the following reasons:

- использование более мощного сопротивления ограничивается тем, что мощное сопротивление имеет такую величину паразитных реактивностей (прежде всего, емкости), что невозможно получить хорошее согласование и малые потери даже при помощи подстроечных элементов. Увеличение количества резисторов приводит к увеличению площади, с которой осуществляется отвод тепла, но не позволяет сохранить хорошее согласование и малые потери. Это объясняется наличием паразитных реактивностей сопротивления (прежде всего, емкостью), которые складываются и влияние которых невозможно скомпенсировать использованием подстроечных элементов.- the use of a more powerful resistance is limited by the fact that a powerful resistance has such a value of parasitic reactances (primarily capacitance) that it is impossible to obtain good matching and low losses even with the help of tuning elements. An increase in the number of resistors leads to an increase in the area from which heat is removed, but does not allow maintaining good matching and low losses. This is due to the presence of parasitic resistance reactances (primarily capacitance), which add up and whose influence cannot be compensated by using trimmers.

Технический результат предлагаемого технического решения - увеличение уровня рабочей мощности при сохранении хорошего согласования и малых потерь.The technical result of the proposed technical solution is to increase the level of operating power while maintaining good matching and low losses.

Другой технический результат предлагаемого технического решения - упрощение конструкции, увеличение полосы рабочих частот при сохранении большого уровня рабочей мощности.Another technical result of the proposed technical solution is to simplify the design, increase the operating frequency band while maintaining a high level of operating power.

Дополнительный технический результат увеличение уровня рабочей мощности, увеличение развязки между входами при сохранении хорошего согласования и малых потерь.An additional technical result is an increase in the operating power level, an increase in the isolation between the inputs while maintaining good matching and low losses.

Указанный технический результат достигается тем, что в сумматор СВЧ сигналов, содержащий симметричный тройник, имеющий два выхода (входа), расположенные по разные стороны от входа (выхода), соединенные линиями передачи с выходом (входом), активное сопротивление, включенное между линиями, введена дополнительная СВЧ линия передачи, соединяющая радиатор активного сопротивления с внешним радиатором, имеющим непосредственный (электрический и тепловой) контакт с корпусом сумматора. Корпус сумматора может являться внешним радиатором, который охлаждает все активное сопротивление (радиатор активного сопротивления с установленным на нем резистивным слоем). Дополнительная СВЧ линия передачи позволяет осуществить удаленное соединение активного сопротивления (радиатора активного сопротивления) с внешним радиатором, имеющим непосредственный контакт с корпусом устройства.The specified technical result is achieved by the fact that in the microwave signal adder containing a symmetrical tee having two outputs (inputs) located on opposite sides of the input (output), connected by transmission lines to the output (input), the active resistance connected between the lines is introduced an additional microwave transmission line connecting the active resistance radiator with an external radiator having direct (electrical and thermal) contact with the adder case. The body of the adder can be an external radiator that cools all the active resistance (active resistance radiator with a resistive layer installed on it). An additional microwave transmission line allows for remote connection of active resistance (resistance radiator) with an external radiator that has direct contact with the device case.

Другой технический результат предлагаемого технического решения достигается тем, что дополнительная СВЧ линия передачи, соединяющая радиатор активного сопротивления с внешним радиатором (корпусом сумматора) выполнена в виде подстроечного элемента.Another technical result of the proposed technical solution is achieved by the fact that the additional microwave transmission line connecting the active resistance radiator with an external radiator (adder housing) is made in the form of a tuning element.

Дополнительный результат достигается тем, что дополнительная СВЧ линия передачи, соединяющая радиатор активного сопротивления с внешним радиатором (корпусом сумматора) состоит, по крайней мере, из двух отрезков, имеющих разное волновое сопротивление.An additional result is achieved by the fact that the additional microwave transmission line connecting the active resistance radiator with the external radiator (adder case) consists of at least two segments having different wave impedance.

В предложенном устройстве имеются существенные отличия от известных сумматоров (делителей):The proposed device has significant differences from the known adders (dividers):

В делителях (патент ЕР 1017124 А1, патент CN 204243166 U, Основы проектирования СВЧ интегральных схем В.Б. Кирильчук, Д.В. Лихачевский, ч. 2, Минск БГУИО, 2012, с. 232, 233), введены дополнительные СВЧ линии, однако эти линии подключены к линиям передачи, соединяющие выходы делителя с его входом. В заявляемом устройстве введена дополнительная линия передачи, соединяющая радиатор активного сопротивления с внешним радиатором, имеющим непосредственный контакт с корпусом сумматора;In dividers (patent EP 1017124 A1, patent CN 204243166 U, Fundamentals of designing microwave integrated circuits V.B. Kirilchuk, D.V. Likhachevsky, part 2, Minsk BGUIO, 2012, p. 232, 233), additional microwave lines are introduced , however, these lines are connected to the transmission lines connecting the outputs of the divider with its input. In the claimed device, an additional transmission line is introduced, connecting the active resistance radiator with an external radiator, which has direct contact with the adder housing;

В делителе (сумматоре), взятом за прототип (Делитель СВЧ сигналов, патент на полезную модель №113421 кл. МПК Н01Р 5/16, опубл. 10.02.2012), активное сопротивление установлено непосредственно на внешний радиатор;In the divider (adder), taken as a prototype (UHF signal divider, utility model patent No. 113421 class IPC H01R 5/16, publ. 10.02.2012), the active resistance is installed directly on the external radiator;

В делителе (сумматоре) (Делитель СВЧ сигналов, патент на полезную модель №118125 кл. МПК Н01Р 5/16, опубл. 10.07.2012), активное сопротивление установлено на радиатор через диэлектрик (диэлектрик, установлен между корпусом внешнего радиатора и корпусом активного сопротивления);In the divider (adder) (Microwave signal divider, utility model patent No. 118125 class IPC H01R 5/16, publ. 07/10/2012), active resistance is installed on the radiator through a dielectric (dielectric, installed between the external radiator case and the active resistance case );

В делителе (сумматоре) (Делитель СВЧ сигналов, патент га полезную модель №173580 кл. МПК Н01Р 5/16 опубл. 31.08.2017), активное сопротивление установлено непосредственно на радиатор, но введен диэлектрик, установленный между корпусом радиатора и корпусом делителя.In the divider (adder) (UHF signal divider, patent for utility model No. 173580 class IPC H01R 5/16 publ. 08/31/2017), the active resistance is installed directly on the radiator, but a dielectric is introduced installed between the radiator case and the divider case.

Таким образом, во всех рассмотренных известных сумматорах (делителях) активное сопротивление установлено на радиатор либо непосредственно на корпус, либо через диэлектрик.Thus, in all considered known adders (dividers), the active resistance is installed on the radiator either directly on the case or through a dielectric.

Использование дополнительной СВЧ линии, в том числе и в качестве подстроечного элемента (шлейфа), известно. В известных технических решениях шлейф соединяет центральный проводник устройства с корпусом устройства через непосредственный гальванический контакт (А.Л. Драбкин и др. Антенно-фидерные устройства, издание 2-е, доп. И переработ., М., «Сов. Радио», 1974 г., стр. 462-465). Отличием предложенного технического решения от известных является то, что дополнительная СВЧ линия соединяет радиатор активного сопротивления с корпусом сумматора. В конструкции сопротивления радиатор гальванически не соединен с выводами сопротивления и через них с центральными проводниками сумматора. Следовательно, в предложенном техническом решении отсутствует непосредственная гальваническая связь между центральными проводниками линий передачи, соединяющие между собой входы и выход сумматора.The use of an additional microwave line, including as a tuning element (loop), is known. In the well-known technical solutions, the cable connects the central conductor of the device to the body of the device through a direct galvanic contact (A.L. Drabkin et al. Antenna-feeder devices, 2nd edition, add. And revised., M., "Sov. Radio", 1974, pp. 462-465). The difference between the proposed technical solution and the known ones is that an additional microwave line connects the active resistance radiator to the adder housing. In the resistance design, the radiator is not galvanically connected to the resistance terminals and through them to the central conductors of the adder. Therefore, in the proposed technical solution there is no direct galvanic connection between the central conductors of the transmission lines connecting the inputs and output of the adder.

Кроме того, в предложенном техническом решении дополнительная СВЧ линия служит не только для улучшения электрических параметров, но и для отвода тепла.In addition, in the proposed technical solution, an additional microwave line serves not only to improve the electrical parameters, but also to remove heat.

Таким образом, аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного устройства, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».Thus, there are no analogues characterized by sets of features identical to all the features of the claimed device. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty".

Заявляемое техническое решение, не следуют явным образом из уровня техники. Не выявлена также известность существенных признаков из заявляемого технического решения, влияющих на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The claimed technical solution does not follow explicitly from the prior art. Also, the popularity of essential features from the proposed technical solution that affect the achievement of the specified technical result has not been revealed. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "inventive step".

Сущность изобретения будет более понятна из приведенного описания и прилагаемых к нему графических материалов.The essence of the invention will be better understood from the description and accompanying drawings.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:The following designations are used in the drawing and in the text:

1 - выход сумматора;1 - adder output;

2 - вход сумматора;2 - adder input;

3 - вход сумматора;3 - adder input;

4 -активное сопротивление;4 - active resistance;

5 - радиатор активного сопротивления;5 - active resistance radiator;

6 - резистивный слой активного сопротивления;6 - resistive layer of active resistance;

7 - дополнительная СВЧ линия передачи, соединяющая радиатор активного сопротивления с внешним радиатором, имеющим непосредственный контакт с корпусом устройства;7 - additional microwave transmission line connecting the active resistance radiator with an external radiator having direct contact with the device case;

8 - корпус сумматора (внешний радиатор);8 - body of the adder (external radiator);

9, 10 - отрезки дополнительной СВЧ линии передачи.9, 10 - segments of an additional microwave transmission line.

Сумматор СВЧ сигналов содержит симметричный тройник, выход 1 и два входа 2, 3, расположенные по разные стороны от выхода 1, активное сопротивление 4, состоящее из радиатора активного сопротивления 5 с установленным на нем резистивным слоем 6, включенное между выходами 2, 3, дополнительную СВЧ линию 7, соединяющую радиатор активного сопротивления 5 с корпусом сумматора (внешним радиатором) 8, который обычно является внешним радиатором для активного сопротивления 4 (радиатора активного сопротивления 5 с установленным на нем резистивным слоем 6). Дополнительная СВЧ линия передачи 7 выполнена из материала, обладающего высокой теплопроводностью (например, из меди).The microwave signal adder contains a symmetrical tee, output 1 and two inputs 2, 3, located on opposite sides of output 1, active resistance 4, consisting of a resistance radiator 5 with a resistive layer 6 installed on it, connected between outputs 2, 3, additional Microwave line 7 connecting the active resistance radiator 5 with the adder housing (external radiator) 8, which is usually an external radiator for active resistance 4 (active resistance radiator 5 with a resistive layer 6 installed on it). Additional microwave transmission line 7 is made of a material with high thermal conductivity (for example, copper).

Дополнительная СВЧ линия передачи 7, соединяющая радиатор активного сопротивления 5 с корпусом сумматора 8 состоит, по крайней мере, из двух отрезков 9,10, имеющих разное волновое сопротивление.An additional microwave transmission line 7 connecting the active resistance radiator 5 with the body of the adder 8 consists of at least two segments 9,10 having different wave impedance.

Сумматор (делитель) СВЧ сигналов работает следующим образом.The adder (divider) of microwave signals works as follows.

Если устройство использовать в качестве сумматора, то данное устройство работает следующим образом:If the device is used as an adder, then this device works as follows:

При условии, что сигналы, поступившие на входы 2, 3, имеют одинаковую амплитуду и фазу, происходит сложение сигналов и они поступают на выход 1.Provided that the signals received at inputs 2, 3 have the same amplitude and phase, the signals are added and they arrive at output 1.

В том случае, если сигналы, поступившие на входы 2, 3, имеют разные амплитуды и (или) фазы, то эти сигналы поступают на выход 1 не только через СВЧ линии, соединяющие входы 2, 3 с выходом 1, но и через активное сопротивление 4 (через резистивный слой активного сопротивления 6). Таким образом, на каждом из выходов 3, 2 складываются сигналы в противофазе, тем самым достигается компенсация отраженного сигнала, то есть, достигается развязка между выходами 2 и 3. При этом половина мощности поступает на выходы 3, 2, а половина рассеивается на сопротивлении 4. Равенство (по мощности и по фазе), а, следовательно, полная компенсация отраженных сигналов, приходящих на выходы 3, 2 может достигаться подстроечными элементами, аналогичными подстроенным элементам прототипа (на Фиг. 1 не показаны).In the event that the signals received at inputs 2, 3 have different amplitudes and (or) phases, then these signals arrive at output 1 not only through the microwave lines connecting inputs 2, 3 with output 1, but also through active resistance 4 (through the resistive active resistance layer 6). Thus, at each of the outputs 3, 2, the signals are added in antiphase, thereby compensating the reflected signal, that is, decoupling between outputs 2 and 3 is achieved. In this case, half of the power is supplied to outputs 3, 2, and half is dissipated at resistance 4 Equality (in terms of power and phase), and, consequently, full compensation of the reflected signals coming to the outputs 3, 2 can be achieved by tuning elements similar to the tuned elements of the prototype (not shown in Fig. 1).

В том случае, если устройство использовать в качестве делителя, то данное устройство работает следующим образом:In the event that the device is used as a divider, then this device works as follows:

СВЧ сигнал, поступивший на вход 1, разделяется поровну между двумя выходами 2, 3, расположенными на расстоянии равном четверти длины волны от входа 1. Сигналы на выходах 2, 3 равны и синфазны, если выходы 2, 3 согласованы. Согласование выходов 2, 3 достигается присоединением к ним согласованных нагрузок (на фиг. 1 не показаны), компенсирование паразитных реактивностей сопротивления 4 может осуществляться подстроечными элементами, аналогичными элементам используемых в сумматоре, взятом за прототип (Делитель СВЧ сигналов, патент на полезную модель №113421 кл. МПК Н01Р 5/16, опубл. 10.02.2012) (на фиг. 1 не показаны).The microwave signal received at input 1 is divided equally between two outputs 2, 3, located at a distance equal to a quarter of a wavelength from input 1. The signals at outputs 2, 3 are equal and in phase if outputs 2, 3 are matched. Coordination of outputs 2, 3 is achieved by connecting them to matched loads (not shown in Fig. 1), compensation of parasitic reactances of resistance 4 can be carried out by tuning elements similar to those used in the adder, taken as a prototype (UHF signal divider, utility model patent No. 113421 class IPC H01R 5/16, published on February 10, 2012) (not shown in Fig. 1).

Сумматор (делитель) СВЧ сигналов может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым (Основы проектирования СВЧ интегральных схем В.Б. Кирильчук, Д.В. Лихачевский, ч. 2, Минск БГУИО, 2012, с. 232, 235).The adder (divider) of microwave signals can be either single-stage or multi-stage (Fundamentals of designing microwave integrated circuits V.B. Kirilchuk, D.V. Likhachevsky, part 2, Minsk BGUIO, 2012, pp. 232, 235).

Тепло, выделяющиеся в резистивном слое активного сопротивления 6 отводится через радиатор активного сопротивления 5 по дополнительной СВЧ линии 7 на корпус сумматора (внешний радиатор) 8.The heat generated in the resistive layer of active resistance 6 is removed through the active resistance radiator 5 via an additional microwave line 7 to the adder body (external radiator) 8.

Введение дополнительной линии 7, не имеющей контакта с корпусом в месте установки резистора, соединяющей радиатор активного сопротивления с корпусом сумматора (корпусом радиатора) 8, за счет выполнения ее из материала с хорошей теплопроводностью, позволяет эффективно отводить тепло от сопротивления 4, обеспечивая высокую рабочую мощность. В тоже время, осуществление электрического контакта радиатора 5 активного сопротивления 4 с корпусом сумматора 8 через дополнительную СВЧ линия передачи 7 позволяет обеспечить хорошее согласование и малые потери, что было бы невозможным при установке (осуществление электрического контакта) активного сопротивления 5 непосредственно на корпус сумматора 8.The introduction of an additional line 7, which does not have contact with the body at the place where the resistor is installed, connecting the active resistance radiator to the adder body (radiator case) 8, due to its execution from a material with good thermal conductivity, allows you to effectively remove heat from the resistance 4, providing high operating power . At the same time, the implementation of electrical contact of the radiator 5 of the active resistance 4 with the body of the adder 8 through an additional microwave transmission line 7 allows for good matching and low losses, which would be impossible when installing (making electrical contact) active resistance 5 directly on the body of the adder 8.

Использование подстроечных элементов, присоединенных одним концом к центральному проводнику СВЧ линий сумматора, а другим - к корпусу устройства приводит к увеличению потерь сигнала, ухудшению согласования в полосе рабочих частот (А.П. Дорохов Расчет и конструирование антенно-фидерных устройств, издательство Харьковского Государственного Университета, г. Харьков, 1960 г., стр. 319-322). Использование дополнительной СВЧ линия 7 в качестве подстроечного элемента позволяет обойтись без подстроечных элементов аналогичным подстроенным элементам, используемых в сумматоре, взятом за прототип (Делитель СВЧ сигналов, патент на полезную модель №113421 кл. МПК Н01Р 5/16, опубл. 10.02.2012), что упрощает конструкцию, увеличивает полосу рабочих частот, т.е. уменьшает потери сигнала, улучшает согласование при сохранении большого уровня рабочей мощности в широкой полосе рабочих частот.The use of tuning elements connected at one end to the central conductor of the microwave lines of the adder, and at the other - to the body of the device leads to an increase in signal loss, deterioration in matching in the operating frequency band (A.P. Dorokhov Calculation and design of antenna-feeder devices, publishing house of Kharkov State University , Kharkov, 1960, pp. 319-322). The use of an additional microwave line 7 as a trimmer allows you to do without trimmers similar to trimmers used in the adder, taken as a prototype (UHF signal divider, utility model patent No. 113421 class IPC H01R 5/16, publ. , which simplifies the design, increases the operating frequency band, i.e. reduces signal loss, improves matching while maintaining a high level of operating power in a wide band of operating frequencies.

Выполнение дополнительной линии 7 в виде двух или более отрезков, имеющих разное волновое сопротивление, позволяет, увеличить развязку между входами при сохранении большого уровня рабочей мощности, малых потерь сигнала.The implementation of the additional line 7 in the form of two or more segments with different wave impedance, allows you to increase the isolation between the inputs while maintaining a high level of operating power, low signal loss.

Расчеты показывают, что использование предложенного технического решения позволит увеличить уровень рабочей мощности по сравнению с делителем СВЧ сигналов, выбранным в качестве прототипа (Патент на полезную модель №113421 кл. МПК Н01Р 5/16, опубл. 10.02.2012) при условии, что радиатор активного сопротивления в прототипе не соединен с корпусом, не менее чем в 10 раз при сохранении хорошего согласования и малых потерь СВЧ сигнала.Calculations show that the use of the proposed technical solution will increase the level of operating power compared to the microwave signal divider selected as a prototype (Patent for utility model No. 113421 class IPC H01R 5/16, publ. active resistance in the prototype is not connected to the body, not less than 10 times while maintaining good matching and low losses of the microwave signal.

На дату подачи заявки был создан двухступенчатый СВЧ сумматор (делитель) дециметрового диапазона волн с использованием сопротивления типа Р1-2-100 Ом, дополнительные подстроенные элементы не применялись. Роль подстроечных элементов выполняла дополнительная линия, состоящая из 3-х отрезков с разными волновыми сопротивлениями. Параметры дополнительной СВЧ линии (отрезков) определяется диапазоном частот, параметрами активного сопротивления, параметрами линий передачи сумматора и т.п. Экспериментально установлено, что длина дополнительной СВЧ линии, состоящей из 3-х отрезков меньше, чем длина дополнительной СВЧ линии, состоящей из 1-ого отрезка. Это приводит к добавочному повышению рабочей мощности за счет более эффективного отвода тепла от сопротивления из-за снижения теплового сопротивления дополнительной СВЧ линии.On the date of filing the application, a two-stage microwave adder (divider) of the decimeter wave range was created using a resistance of the R1-2-100 Ohm type, additional tuned elements were not used. The role of tuning elements was performed by an additional line, consisting of 3 segments with different wave impedances. The parameters of an additional microwave line (segments) are determined by the frequency range, active resistance parameters, parameters of the adder transmission lines, etc. It has been experimentally established that the length of the additional microwave line, consisting of 3 segments, is less than the length of the additional microwave line, consisting of the 1st segment. This leads to an additional increase in operating power due to more efficient heat removal from the resistance due to a decrease in the thermal resistance of the additional microwave line.

Проведенные сравнительные испытания показали, что делитель имеет хорошее согласование (КСВ менее 1,7). Потери по сравнению с СВЧ сумматором (делителем), выполненным по схеме прототипа, уменьшены на 4 дБ.Comparative tests have shown that the divider has a good match (SWR less than 1.7). Losses in comparison with the microwave adder (divider), made according to the scheme of the prototype, reduced by 4 dB.

При использовании дополнительной линии в виде трех отрезков, имеющих разное волновое сопротивление, происходит увеличение развязки между входами на 5 дБ.When using an additional line in the form of three segments with different impedance, there is an increase in the isolation between the inputs by 5 dB.

Использование предложенного технического решения позволит увеличить уровень рабочей мощности, увеличить развязку между входами при сохранении хорошего согласования и малых потерь.The use of the proposed technical solution will increase the level of operating power, increase the isolation between the inputs while maintaining good matching and low losses.

Claims (3)

1. Сумматор СВЧ сигналов, содержащий симметричный тройник, имеющий два выхода, расположенные по разные стороны от входа, соединенные линиями передачи с выходом, активное сопротивление, включенное между линиями, отличающийся тем, что введена дополнительная СВЧ линия передачи, соединяющая радиатор активного сопротивления с внешним радиатором, имеющим непосредственный контакт с корпусом сумматора.1. A microwave signal adder containing a symmetrical tee having two outputs located on opposite sides of the input, connected by transmission lines to the output, an active resistance connected between the lines, characterized in that an additional microwave transmission line is introduced connecting the active resistance radiator with an external a radiator having direct contact with the adder case. 2. Сумматор СВЧ сигналов по п. 1, отличающийся тем, что дополнительная СВЧ линия передачи, соединяющая радиатор активного сопротивления с корпусом сумматора, выполнена в виде подстроечного элемента.2. The adder of microwave signals according to claim 1, characterized in that the additional microwave transmission line connecting the active resistance radiator with the body of the adder is made in the form of a tuning element. 3. Сумматор СВЧ сигналов по п. 1, отличающийся тем, что дополнительная СВЧ линия передачи, соединяющая радиатор активного сопротивления с корпусом сумматора состоит, по крайней мере, из двух отрезков, имеющих разное волновое сопротивление.3. The combiner of microwave signals according to claim 1, characterized in that the additional microwave transmission line connecting the active resistance radiator with the adder housing consists of at least two segments having different wave impedance.
RU2021126952A 2021-09-14 Adder of microwave signals RU2776468C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2776468C1 true RU2776468C1 (en) 2022-07-21

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1017124A1 (en) * 1998-12-28 2000-07-05 Robert Bosch Gmbh Power splitter for high frequency signals
RU113421U1 (en) * 2011-07-19 2012-02-10 ОАО "НПО "Лианозовский электромеханический завод" Microwave signal splitter
RU2502160C1 (en) * 2012-07-02 2013-12-20 ОАО "НПО "Лианозовский электромеханический завод" Microwave signal adder
CN204243166U (en) * 2014-12-11 2015-04-01 贵州航天电子科技有限公司 The above Wilkinson power divider of a kind of Ku frequency range
RU2749054C1 (en) * 2020-08-11 2021-06-03 Ольга Борисовна Быкова Adder of uhf signals
RU2749208C1 (en) * 2020-10-20 2021-06-07 Ольга Борисовна Быкова Ultra-high frequency signal adder

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1017124A1 (en) * 1998-12-28 2000-07-05 Robert Bosch Gmbh Power splitter for high frequency signals
RU113421U1 (en) * 2011-07-19 2012-02-10 ОАО "НПО "Лианозовский электромеханический завод" Microwave signal splitter
RU2502160C1 (en) * 2012-07-02 2013-12-20 ОАО "НПО "Лианозовский электромеханический завод" Microwave signal adder
CN204243166U (en) * 2014-12-11 2015-04-01 贵州航天电子科技有限公司 The above Wilkinson power divider of a kind of Ku frequency range
RU2749054C1 (en) * 2020-08-11 2021-06-03 Ольга Борисовна Быкова Adder of uhf signals
RU2749208C1 (en) * 2020-10-20 2021-06-07 Ольга Борисовна Быкова Ultra-high frequency signal adder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9472849B2 (en) Wideband rectenna and rectifying apparatus for rectenna
Warnagiris et al. Performance of a meandered line as an electrically small transmitting antenna
US4806944A (en) Switchable matching network for an element of a steerable antenna array
US5481272A (en) Circularly polarized microcell antenna
US9318795B2 (en) Wideband antenna and related radio-frequency device
US20050237244A1 (en) Compact RF antenna
CN110199431B (en) Broadband antenna balun
JP2001267841A (en) Antenna system and portable radio equipment
US4182996A (en) Magnetic R.F. power splitter and power combiner
US20020101301A1 (en) Electronic phase shifter with enhanced phase shift performance
US7116281B2 (en) Universal dipole with adjustable length antenna elements
KR100902496B1 (en) Polarization transformation antenna and communication device including the same
US4584582A (en) Multi-mode direction finding antenna
US7205866B2 (en) Electronic phase reflector with enhanced phase shift performance
RU2776468C1 (en) Adder of microwave signals
RU113421U1 (en) Microwave signal splitter
CN113287226B (en) Transmission line and phase shifter
US20130194144A1 (en) Multi-resonance tunable antenna
US20190214723A1 (en) Beam-steerable antenna devices, systems, and methods
KR101291274B1 (en) Mobile communication terminal and antenna thereof
RU2601533C1 (en) Power divider
RU2749054C1 (en) Adder of uhf signals
RU2749208C1 (en) Ultra-high frequency signal adder
RU2733483C1 (en) Broadband adder of microwave signals
RU180138U1 (en) COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP