РЕЗИСТИВНОЕ ШИРОКОПОЛОСНОЕ УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАНИЯ АНТЕННЫ С ПЕРЕДАТЧИКОМ

Полезная модель относится к области радиотехники и может найти применение для согласования передающих и приемных антенн радиосвязи, радиовещания и согласования каскадов приемно-передающей аппаратуры.
В литературе [1] описаны способы обеспечения широкополосного согласования антенны с радиопередающим устройством, основанные на применении ступенчатых переходов. Недостатком подобных устройств является сложность конструкции, большие габаритные размеры и привязка к конкретной антенне.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство широкополосного согласования антенны с передатчиком по патенту РФ на полезную модель №129728, принятое за прототип.
Устройство-прототип содержит двухлинейный направленный ответвитель, вход и выход первичной линии которого соединены с фидерами соответственно для подключения передатчика и антенны, при этом вторичная линия двухлинейного направленного ответвителя выполнена на входе короткозамкнутой, а на выходе разомкнутой, длина вторичной линии двухлинейного направленного ответвителя выбирается в пределах от 0,02λ до 0,15λ, где λ - длина волны передатчика, а электромагнитная связь вторичной линии двухлинейного направленного ответвителя с первичной линией установлена в пределах от минус 3 дБ до минус 1 дБ.
Недостатком прототипа является недостаточная ширина полосы рабочих частот устройства и недостаточное снижение коэффициента стоячей волны в тракте после согласования (КСВ). В описании прототипа указано, что снижение КСВ в антенно-фидерном тракте обеспечивается до уровня КВС=2…2,5, что недостаточно для нормальной работы усилительных приборов радиопередающего устройства, при этом данное снижение обеспечивается лишь в 5…7-кратном диапазоне частот. В частности. приведена таблица КСВ до и после обеспечения согласования для диапазона частот 1,5…6 МГц. При этом для обеспечения работы согласующего устройства в составе радиопередающих устройств коротковолнового диапазона необходимо расширить рабочую полосу частот до 1,5…30 МГц (коэффициент перекрытия по частоте в данном случае составляет 20), а величину КСВ в траке после согласования понизить до уровня КСВ≤1,5.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является снижение КСВ в тракте после согласования до уровня не выше 1,5 и расширение полосы рабочих частот устройства для обеспечения работы в коротковолоновом диапазоне частот (1,5…30 МГц).
Для этого в устройство широкополосного согласования антенны с передатчиком, вход и выход которого соединены с фидерами соответственно для подключения передатчика и антенны, введены первый и второй резисторы, а также первый и второй коммутаторы, при этом вход первого коммутатора и первый вход второго коммутатора соединены друг с другом и являются входом всего устройства согласования, а выход второго коммутатора - выходом устройства согласования, к управляющим вводам первого и второго коммутаторов подключен сигнал управления от вышестоящей системы управления передатчика, первый вывод первого резистора подключен к выходу первого коммутатора, а второй - ко второму входу второго коммутатора и первому выводу второго резистора, свободный вывод которого заземлен.
Структурная схема предлагаемого устройства изображена на Фиг. 1.
Резистивное широкополосное устройство согласования антенны с передатчиком содержит первый 1(1) и второй 1(2) резисторы, а также первый 2(1) и второй 2(2) коммутаторы. Вход первого 2(1) коммутатора и первый вход второго 2(2) коммутатора соединены друг с другом и являются входом устройства согласования, к которому подключается фидер для соединения с передатчиком. Выход второго 2(2) коммутатора является выходом устройства согласования, к которому подключается фидер для соединения с антенной. К управляющим вводам первого 2(1) и второго 2(2) коммутаторов подключен сигнал управления от вышестоящей системы управления передатчика для обеспечения подключения/отключения устройства согласования из тракта в зависимости от уровня исходного КСВ. При этом первый вывод первого 1(1) резистора подключен к выходу первого 2(1) коммутатора, а второй - ко второму входу второго 2(2) коммутатора и первому выводу второго 1(2) резистора, свободный вывод которого заземлен.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Уровень КСВ в антенно-фидерном тракте контролируется с использованием входящего в состав передатчика датчика КСВ. В случае, если КСВ не превышает заданного порогового значения, резистивное широкополосное устройство согласования антенны с передатчиком отключено из антенно-фидерного тракта. В случае превышения КСВ заданного порогового значения система управления передатчика посылает на соответствующие управляющие вводы первого и второго коммутаторов устройства согласования управляющий сигнал, происходит срабатывание коммутаторов и производится подключение в антенно-фидерный тракт устройства согласования. Для предлагаемого устройства при R1=R2=50 Ом уровень КСВ в тракте после согласования обеспечивается на уровне КСВ≤1,5 во всем коротковолновом диапазоне частот 1,5…30 МГц. При этом заявленное согласование обеспечивается даже при сверхвысоких уровнях исходного КСВ в тракте.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:
- КСВ в тракте после согласования снижен до уровня КСВ≤1,5 (в прототипе обеспечивался КСВ≤2…2,5);
- расширен диапазон рабочих частот устройства и составляет 1,5…30 МГц, что соответствует коэффициенту перекрытия по частоте 20 (в прототипе коэффициент перекрытия по частоте 5…7);
- согласование обеспечивается для сверхвысоких значений исходного КСВ в тракте;
- уменьшены габаритные размеры устройства.
Список литературы
1. Справочник по высокочастотным трансформаторам. / Лондон С.Е., Томашевич С.В. - М.: Радио и связь, 1984.