ДЕЛИТЕЛЬ С НЕРАВНЫМ ДЕЛЕНИЕМ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к радиотехническим приборам, используемых в трактах антенно-фидерных устройств (АФУ) различного применения.
Известен направленный ответвитель шлейфного типа, описанный в книге Конструирование и расчет полосковых устройств, под редакцией профессора И.С. Ковалева, М., «Советское радио» 1974 г., с. 156-157. В простейшем варианте этот ответвитель состоит из двух отдельных параллельных четвертьволновых передающих линий с заданным волновым сопротивлением с двумя входами и двумя выходами, связанных на входах и выходах двумя перпендикулярными к этим линиям четвертьволновыми шлейфами с другим волновым сопротивлением. В описании приведены соотношения для расчета линий ответвителя и его шлейфов для случая, когда подводящие линии на входах и выходах (далее - входные и выходные линии) имеют одинаковое волновое сопротивление.
Недостатком данного ответвителя является то, что он во всех случаях делит входную мощность между выходами ровно пополам. Отношение выходных мощностей при этом равно единице. Это ограничивает применение данного ответвителя в некоторых практических случаях, когда выходные мощности ответвителя должны отличаться друг от друга.
В таких случаях обычно применяют на выходах ответвителя специальные дополнительные трансформаторы сопротивлений, что существенно увеличивает габариты всего устройства и требует дополнительных экономических затрат.
Известен также шлейфный ответвитель из описания полезной модели по патенту RU №140974 МПК HO1P 5/18 (2006.01) с приоритетом от 18.12.2013 г.
Шлейфный ответвитель состоит из двух параллельных передающих полосковых линий, каждая с входом и выходом на концах, связанных двумя перпендикулярными к линиям полосковыми шлейфами, причем длина шлейфов и расстояния между ними равны одной четверти рабочей длины волны, при этом отношение мощностей в выходных линиях не равно единице и обеспечивается следующим соотношением волновых сопротивлений вышеуказанных элементов делителя:
; ; , где
0
Z - волновое сопротивление линий на входах делителя;
1
Z - волновое сопротивление шлейфа со стороны входа делителя;
2
Z - волновое сопротивление отрезка одной из линий делителя, расположенного между шлейфами;
3
Z - волновое сопротивление отрезка другой линии делителя, расположенного между шлейфами;
4
Z - волновое сопротивление шлейфа на выходе делителя;
5
Z - волновое сопротивление линий на выходах делителя.
К - отношение мощностей на выходах делителя (к≠1).
Данный ответвитель обеспечивает неравное деление мощности между выходами. Однако недостатком этого ответвителя является то, что волновые сопротивления выходных плеч равны друг другу. В противном случае необходимо применять дополнительные трансформаторы сопротивлений, что увеличивает габариты конструкции.
Задачей полезной модели является создание делителя с неравным делением мощности и с различными волновыми сопротивлениями выходных плеч без применения дополнительных трансформаторов.
Данное техническое решение обеспечивается тем, что предложен делитель, состоящий из двух параллельных передающих полосковых линий, каждая с входом и выходом на концах, связанных двумя перпендикулярными к линиям полосковыми шлейфами, причем длина шлейфов и расстояния между ними равны одной четверти рабочей длины волны, при этом отношение мощностей в выходных линиях не равно единице, а волновые сопротивления выходных плеч не равны друг другу и требуемое деление обеспечивается следующим соотношением волновых сопротивлений вышеуказанных элементов делителя:
; ; ; , где
0
Z - волновое сопротивление линий на входах делителя;
1
Z - волновое сопротивление шлейфа со стороны входа делителя;
2
Z - волновое сопротивление отрезка одной из линий делителя, расположенного между шлейфами;
3
Z - волновое сопротивление отрезка другой линии делителя, расположенного между шлейфами;
4
Z - волновое сопротивление шлейфа на выходе делителя;
5
6
Z, Z - волновые сопротивления линий на выходах делителя:
К - отношение мощностей на выходах делителя (к≠1).
1
2
2
0
1
1
2
3
4
2
5
5
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где приведена электрическая схема предложенной полезной модели. На чертеже обозначены: 1 - точка на входе соединения шлейфа с верхней передающей полосковой линией; 2 - точка на входе соединения шлейфа Ш с нижней передающей полосковой линией; 3 - точка на выходе соединения шлейфа Ш с верхней передающей полосковой линией; 4 - точка на выходе соединения шлейфа Ш с нижней передающей полосковой линией; 1-3 - отрезок верхней передающей линии; 2-4- отрезок нижней передающей линии; (отрезки 1-3 и 2-4 образуют ответвитель); Z - волновое сопротивление линий на входах к ответвителю в точках 1 и 2; Z - волновое сопротивление шлейфа Ш; Z - волновое сопротивление отрезка 1-3; Z - волновое сопротивление отрезка 2-4; Z - волновое сопротивление шлейфа Ш; Z, Z - волновые сопротивления линий на выходах ответвителя в точках 3 и 4. Делитель выполнен по схеме квадратурного моста.
0
5
6
При расчете схемы вначале задаются волновые сопротивления входных Z и выходных линий Z, Z и отношение выходных мощностей делителя (к≠1), а далее по вышеприведенным формулам определяются волновые сопротивлений отрезков линий между шлейфами и волновые сопротивления самих шлейфов.
0
5
6
1
2
3
4
Например: Задаем Z=50 Ом; Z=75 Ом; Z=100 Ом; к=2. Рассчитаем по вышеприведенным формулам волновые сопротивления шлейфов и линий ответвителя и получим Z=70,71 Ом; Z=50 Ом; Z=57,73 Ом; Z=122,47 Ом.
3
4
Выходная мощность на выходе у точки 3 будет равна Р=1,76 дБ, у точки 4 будет равна Р=4,76 дБ.
Техническим результатом предложенной полезной модели является разработка делителя с неравным делением мощности и неравными волновыми сопротивлениями в выходных плечах делителя для подключения приборов с различными волновыми сопротивлениями, что устраняет применение дополнительных трансформаторов.