RU99675U1

RU99675U1 - FREQUENCY SEPARATION DEVICE

Info

Publication number: RU99675U1
Application number: RU2010122002/09U
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Юркин; Георгий Георгиевич Костылев; Эдуард Вадимович Абызгареев
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева"
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2010-11-20

Abstract

Частотно-разделительное устройство, содержащее два трехдецибельных делителя, соответствующие входы и выходы которых попарно соединены между собой напрямую и через фазовращатель, а также соединенную с одним из делителей нагрузку, отличающееся тем, что делители выполнены в виде моноблоков на основе линий с электромагнитной связью, а нагрузка выполнена в виде моноблока на основе микрополоскового резистора, при этом соответствующие входы и выходы делителей соединены между собой и с нагрузкой гибкими коаксиальными кабелями разной длины, причем кабель между делителем и нагрузкой имеет произвольную длину, а разность длин кабелей между делителями зависит от величины разделяемых частот и определяется соотношением L=|150/(F1-F2)|, ! где L - разность длин кабелей между делителями, м; ! F1, F2 - частоты электромагнитных колебаний, МГц. A frequency-separation device containing two three-decibel dividers, the corresponding inputs and outputs of which are paired directly with each other and through a phase shifter, as well as a load connected to one of the dividers, characterized in that the dividers are made in the form of monoblocks based on lines with electromagnetic coupling, and the load is made in the form of a monoblock based on a microstrip resistor, while the corresponding inputs and outputs of the dividers are interconnected and with the load by flexible coaxial cables of different lengths, p Moreover, the cable between the divider and the load has an arbitrary length, and the difference in cable lengths between the dividers depends on the size of the shared frequencies and is determined by the ratio L = | 150 / (F1-F2) |,! where L is the difference in cable lengths between dividers, m; ! F1, F2 - electromagnetic frequency, MHz.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для использования в антенно-фидерных трактах изделий с малыми свободными объемами для размещения приборов.The utility model relates to radio engineering and is intended for use in antenna-feeder paths of products with small free volumes for placement of devices.

Известно широкополосное частотно-разделительное устройство (см. СССР, а.с. 449431 с приоритетом от 18.07.72 г.), содержащее две пары фильтров, подключенных к соответствующим входным зажимам, каждая из которых включает в себя параллельно соединенные по входу ФНЧ и ФВЧ, а также балластный резистор и широкополосный трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом ФВЧ одной из пар фильтра, а конец вторичной обмотки подключен к нагрузке.Known broadband frequency separation device (see USSR, AS 449431 with a priority of 07/18/72), containing two pairs of filters connected to the corresponding input terminals, each of which includes parallel connected at the input of the low-pass and high-pass filters as well as a ballast resistor and a broadband transformer, the primary winding of which is connected to the HPF output of one of the filter pairs, and the end of the secondary winding is connected to the load.

Однако данное устройство невозможно реализовать в СВЧ диапазоне на частотах 1-2 ГГц. Это связано с тем, что LC элементы, на основе которых построено это устройство, на высоких частотах имеют паразитные параметры сравнимые с основными параметрами элементов. Кроме того, данное устройство неприменимо при больших уровнях мощности входных сигналов.However, this device cannot be implemented in the microwave range at frequencies of 1-2 GHz. This is due to the fact that the LC elements on the basis of which this device is built have spurious parameters at high frequencies comparable to the basic parameters of the elements. In addition, this device is not applicable at high power levels of the input signals.

Известна также схема частотно-разделительного фильтра фазового типа [см. Сазонов Д.М. и др., Устройства СВЧ, «Высшая школа», М, 1981 г., стр.129-131). Данный фильтр содержит два трехдицебельных (3-дБ-х) квадратурных делителя и фазовращатель (φ) (см. фиг.1), где два правых выхода первого делителя соединены попарно с соответствующими левыми входами второго делителя. При этом верхняя пара соединена между собой через фазовращатель, а вторая пара соединена между собой напрямую. Кроме того, к свободному входу первого делителя подключена согласованная нагрузка.Also known is a phase-frequency filter of the phase type [see Sazonov D.M. et al., Microwave Devices, Higher School, M, 1981, pp. 129-131). This filter contains two three-decibel (3-dB-x) quadrature dividers and a phase shifter (φ) (see Fig. 1), where the two right outputs of the first divider are connected in pairs with the corresponding left inputs of the second divider. In this case, the upper pair is interconnected via a phase shifter, and the second pair is directly interconnected. In addition, a matched load is connected to the free input of the first divider.

Смесь колебаний двух различных частот F1 и F2, подаваемая на один из левых входов первого делителя, разделяется между правыми выходами второго делителя. Данная схема выбрана в качестве прототипа. Недостатком данного прототипа является то, что он представляет собой виртуальную модель в виде принципиальной электрической схемы без конкретной конструктивной реализации.The mixture of oscillations of two different frequencies F1 and F2, supplied to one of the left inputs of the first divider, is divided between the right outputs of the second divider. This scheme is selected as a prototype. The disadvantage of this prototype is that it is a virtual model in the form of a circuit diagram without a specific structural implementation.

Конструктивная реализация данной схемы может быть выполнена в двух различных вариантах - моноблочном и многоблочном.The constructive implementation of this scheme can be performed in two different versions - monoblock and multiblock.

Моноблочный вариант представляет собой единый корпус, в котором размещены два делителя, нагрузка и все соединительные линии.The monoblock version is a single housing in which two dividers, a load and all connecting lines are placed.

Однако данный вариант имеет большие габариты, не позволяющие поместить его на изделии с малыми свободными объемами.However, this option has large dimensions that do not allow it to be placed on a product with small free volumes.

Задачей полезной модели является создание частотно-разделительного устройства, размещаемого на изделиях с малыми свободными объемами и работающего при большом уровне входной мощности.The objective of the utility model is to create a frequency-separation device placed on products with small free volumes and operating at a high input power level.

Поставленная задача решается тем, что в полезной модели делители выполнены в виде моноблоков на основе линий с электромагнитной связью, а нагрузка выполнена в виде моноблока на основе микрополоскового резистора, при этом соответствующие входы и выходы делителей соединены между собой и с нагрузкой гибкими коаксиальными кабелями разной длины, причем кабель между делителем и нагрузкой имеет произвольную длину, а разность длин кабелей между делителями зависит от величины разделяемых частот и определяется соотношениемThe problem is solved in that in the utility model, the dividers are made in the form of monoblocks based on lines with electromagnetic coupling, and the load is made in the form of a monoblock based on a microstrip resistor, while the corresponding inputs and outputs of the dividers are connected to each other and to the load by flexible coaxial cables of different lengths moreover, the cable between the divider and the load has an arbitrary length, and the difference in cable lengths between the dividers depends on the magnitude of the shared frequencies and is determined by the ratio

L=|150/(F1-F2)|, гдеL = | 150 / (F1-F2) |, where

L - разность длин кабелей между делителями, [м];L is the difference in cable lengths between dividers, [m];

F1, F2 - частоты электромагнитных колебаний, [МГц].F1, F2 - frequency of electromagnetic waves, [MHz].

Многоблочный вариант частотно-разделительного устройства с гибкими кабелями позволяет поместить его в нескольких свободных объемах изделия.A multi-block version of the frequency separation device with flexible cables allows you to place it in several free volumes of the product.

Сущность полезной модели поясняется чертежом на фиг.2, где показано частотно-разделительное устройство, состоящее из двух моноблочных 3дБ-х делителей 1, 2, моноблочной поглощающей нагрузки 3 и трех гибких коаксиальных кабелей 4, 5, 6. Кабели 4, 5, имеющие разную длину, подключены между соответствующими выходами делителя 1 и входами делителя 2. При этом длинный кабель 4 играет роль фазовращателя. Кабель 6, имеющий произвольную длину, подключен между согласованной нагрузкой 3 и одним из выходов делителя 1.The essence of the utility model is illustrated by the drawing in figure 2, which shows the frequency separation device consisting of two monoblock 3DB dividers 1, 2, monoblock absorbing load 3 and three flexible coaxial cables 4, 5, 6. Cables 4, 5, having different lengths, connected between the respective outputs of the divider 1 and the inputs of the divider 2. In this case, the long cable 4 plays the role of a phase shifter. A cable 6 having an arbitrary length is connected between the matched load 3 and one of the outputs of the divider 1.

В данном устройстве смесь колебаний двух различных частот F1 и F2 подается на вход делителя 1 и при разной длине кабелей 4, 5 разделяется между соответствующими выходами делителя 2. При этом на одном выходе делителя 2 будет присутствовать только колебание частоты F1, а на другом только колебание F2.In this device, a mixture of oscillations of two different frequencies F1 and F2 is fed to the input of the divider 1 and for different lengths of cables 4, 5 is divided between the corresponding outputs of the divider 2. At the same time, only one frequency fluctuation F1 will be present on one output of the divider 2, and only the oscillation on the other F2.

Для получения высоких электрических характеристик устройства в диапазоне частот 1-2 ГГц при большом уровне рабочей мощности 3-дБ-е делители 1, 2 выполнены на линиях с электромагнитной связью. Это позволяет получить малые собственные габариты делителей и обеспечить в диапазоне рабочих частот 1-2 ГГц высокое согласование, развязку и малые потери частотно-разделительного устройства при разности разделяемых частот F1-F2 до 50 МГц.To obtain high electrical characteristics of the device in the frequency range of 1-2 GHz with a high level of operating power, 3-dB-e dividers 1, 2 are made on lines with electromagnetic coupling. This makes it possible to obtain small intrinsic dimensions of the dividers and provide high matching, isolation and low loss of the frequency separation device in the range of working frequencies of 1-2 GHz with a difference of shared frequencies F1-F2 up to 50 MHz.

Согласованная нагрузка 3 для получения малых габаритов выполнена на основе микрополоскового резистора.The coordinated load 3 for obtaining small dimensions is based on a microstrip resistor.

Полезная модель частотно-разделительного устройства с моноблочными делителями и нагрузкой, которые соединены между собой гибкими коаксиальными кабелями, достаточно легко размещается в малых свободных объемах изделия, имеет высокие электрические характеристики и работает при большом уровне входной мощности.A useful model of a frequency separation device with monoblock dividers and a load, which are interconnected by flexible coaxial cables, is easily enough placed in small free volumes of a product, has high electrical characteristics and operates at a high input power level.

Опытный образец данного устройства в диапазоне частот 1-1,5 ГГц при разносе частот 50 МГц имеет входной коэффициент стоячей волны менее 1,25. При этом развязка выходов составляет более 20 дБ, а входная непрерывная мощность по каждой частоте достигает 60 Вт. Габаритные размеры делителей и поглощающей нагрузки не превышают 60×50×20 мм, а разность длин кабелей с учетом их коэффициента укорочения составляет ~2400 мм.A prototype of this device in the frequency range 1-1.5 GHz with a frequency spacing of 50 MHz has an input standing wave ratio of less than 1.25. At the same time, the isolation of the outputs is more than 20 dB, and the input continuous power at each frequency reaches 60 watts. The overall dimensions of the dividers and the absorbing load do not exceed 60 × 50 × 20 mm, and the difference in cable lengths, taking into account their shortening coefficient, is ~ 2400 mm.

Claims

A frequency-separation device containing two three-decibel dividers, the corresponding inputs and outputs of which are paired directly with each other and through a phase shifter, as well as a load connected to one of the dividers, characterized in that the dividers are made in the form of monoblocks based on lines with electromagnetic coupling, and the load is made in the form of a monoblock based on a microstrip resistor, while the corresponding inputs and outputs of the dividers are interconnected and with the load by flexible coaxial cables of different lengths, p Moreover, the cable between the divider and the load has an arbitrary length, and the difference in cable lengths between the dividers depends on the size of the shared frequencies and is determined by the ratio L = | 150 / (F1-F2) |,

where L is the difference in cable lengths between dividers, m;

F1, F2 - frequency of electromagnetic waves, MHz.