ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
Полезная модель относится к радиотехническим приборам, используемым в трактах антенно-фидерных устройств (АФУ) различного применения.
Известен делитель мощности на четвертьволновых отрезках линий передачи: [1] Антенны и устройства СВЧ, под ред. Д.И. Вознесенского, М. «Радио и связь» 1981 г., с. 411, рис. 24.3а. Отметим, что в данной схеме можно использовать отрезки длиной три четверти длины волны без существенного изменения его характеристик.
Недостатком данного делителя являются его большие габариты в нижней части метрового диапазона (50-200 МГц).
Для уменьшения габаритов делителя используют эквивалентное представление линий передачи схемами на сосредоточенных элементах: [2] Д.М. Сазонов и др. Устройства СВЧ, М., «Высшая школа» 1981 г., с. 123, рис. 3.16.
На [1] рис. 23.б представлен такой делитель. Его электрические параметры - емкости и индуктивности эквивалентны отрезку линии длиной три четвертых длины волны. Этот делитель выбран в качестве прототипа.
Недостатком данного прототипа является малая полоса входного согласования и малая полоса развязки выходов.
Задачей полезной модели является увеличение полосы ее входного согласования и полосы развязки выходов.
2
Поставленная задача решается тем, что предложена схема делителя мощности с меньшим числом реактивных элементов. В этой схеме исключены индуктивности на выходах делителя, а последовательно с балластным резистором включена индуктивность, причем номиналы указанных элементов находятся в следующей зависимости
0
0
0
0
0
L=Z/(2*π*f); С=1/(Z*2*π*f); R=Z;
где L - величина индуктивности [Гн];
С - величина емкости [Ф];
R - величина сопротивления балластного резистора [Ом];
0
Z - волновое сопротивление входа и выходов делителя [Ом];
0
f - центральная рабочая частота [Гц].
Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1 - фиг. 4. На фиг. 1 приведена электрическая схема прототипа, а на фиг. 2 - схема полезной модели. Порт 1 является входом делителя, а порты 2 и 3 - его выходами, 4 - первая индуктивность; 5-6 - емкость, 7 - балластный резистор,8 - вторая индуктивность.
Здесь наглядно видна разница в схемах делителей, где количество индуктивностей полезной модели на одну меньше, чем у прототипа. Как показывают компьютерные расчеты, уменьшение числа индуктивностей расширяет полосу рабочих частот делителя полезной модели.
0
0
0
На схемах также приведены номиналы всех радиоэлементов: емкостей «С» в pF (пикофарады) и индуктивностей L в nГн (наногенри), R и Z в [Ом]. При этом на обеих схемах указаны номиналы элементов для центральной рабочей частоты f=200 МГц и для Z=50 Ом. Расчет элементов прототипа здесь проведен по данным литературы [2], а расчет элементов полезной модели - по выше приведенным формулам:
3
L=50/(2*3,14*200*10^6)=40 nГн; C=1/(50*2*3,14*200^6)=16 pF; R=50 Ом.
На фиг. 3 и фиг. 4 приведены расчетные компьютерные частотные характеристики обеих схем делителей в полосе частот 100-300 МГц, соответственно КСВН (VSWR) входа и развязка (дБ) выходов.
Здесь характеристики полезной модели (график 2) более широкополосные, чем у прототипа (график 1). Так, для КСВН по уровню 1,4 рабочие частоты прототипа составляют 176-240 МГц (полоса 64 МГц), а частоты полезной модели равны 162-277 МГц (полоса 115 МГц). Рабочие частоты развязки выходов по уровню - 20 дБ для прототипа составляют 180-226 МГц (полоса 46 МГц), а для полезной модели значительно шире - 162-240 МГц (полоса 78 МГц).
Изготовленные экспериментальные макеты делителей: прототипа и полезной модели - показали совпадение соответствующих расчетных и измеренных характеристик КСВН и развязки.
Техническим результатом предложенной полезной модели является увеличение полосы ее входного согласования и полосы развязки