Устройство для расширения полосы пропускания антенного контура радиопередатчика

УСТРОЙСТВО для РАСШИРЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ АНТЕННОГО КОНТУРА РАДИОПЕРЕДАТЧИКА
Устройство относится к радиопередающей технике и может быть использовано в организациях и на предприятиях, которые разрабатывают, изготовляют и эксплуатируют радиопередатчики.
Известно устройство для расширения полосы пропускания антенного контура радиопередатчика Goliath, где используется декремент затухания в виде водоохлаждаепого резистора, включаемого последовательно с элементами антенного контура 1, 2.
Такое включение резистора равноценно увеличению суммарного сопротивления антенного контура, что, как известно, приводит к уменьшению его добротности и расширению полосы пропускания контура. Полоса контура определяется как отношение значения рабочей частоты к величине добротности. Следовательно, чем меньше добротность, тем шире полоса пропускания и, в то же время, чем ниже рабочая частота, тем уже полоса пропускания при той же самой добротности.
Из сказанного следует, что наименьшая полоса получается на нижней частоте рабочего диапазона, но для качественной передачи телеграфного сигнала с заданной скоростью эта полоса должна быть не меньше некоторого абсолютного значения. С увеличением рабочей частоты отношение рабочей частоты к добротности возрастает и абсолютное значение полосы пропускания становится избыточным.
В этом и состоит основной недостаток рассмотренной системы расширения полосы антенного контура. Кроне того, увеличение сопротивления контура приводит к увеличению энергетических потерь, т.е. к снижению излучаемой передатчиком мо)4ности. Для сохранения уровня излучаемой мощности требуется увеличить мощность передатчика для компенсации энергетических потерь в декременте затухания.
Другой пример использования декремента затухания для расширения полосы пропускания антенного контура передатчика приведен в работе Моначези 3. В этом случае для расширения полосы пропускания антенного контура, с целью повышения скорости телеграфирования, в контур передатчика подключаются поочередно несколько сопротивлений так, что с понижением рабочей частоты и увеличением добротности число включенных в контур сопротивлений увеличивается. Таким образом уменьшается избыточность полосы при повышении рабочей частоты и снижаются энергетические потери в декременте затухания.
Тем не менее и этой системе прису|%и те же недостатки, что и в передатчике Goliath, но усложнением декремента достигается снижение потерь. И в том и в другом передатчиках поглощаемая сопротивлениями энергия отбирается системой охлаждения и теряется безвозвратно .
Для осуществления плавного и энергетически эффективного расширения полосы пропускания антенного контура необходимо обеспечить плавное изменение величины вносимого в контур сопротивления при одновременном сокран ении потерь энергии в декременте затухания. Для решения поставленной задачи в качестве декремента затухания использовано устройство, включаюш,ее вариометр и однофазный выпрямитель, подключенный к одной из обмоток вариометра.
Функция однофазного выпрямителя, в этом случае, сводится к созданию противо-ЭДС, которая проявляется как дополнительное сопротивление, вносимое посредством вариометра в антенный контур.
Использование вариометра обеспечивает плавное регулирование величины сопротивления, вносимого в антенный контур за счет плавного изменения коэффициента связи под нагрузкой. Снижение потерь мош,
if - fa ности, т.е. повышение КПД передатчика, осуществляется путем возвращения (рекуперации) отбираемой из антенного контура энергии на вход генератора. Рекуперация выполняется путем отбора части энергии антенного контура вариометром, выпрямления высокой частоты однофазным выпрямителем, с выхода которого напряжение постоянного тока подается на вход генератора гармонических колебаний так, что напряжения выпрямителя и источника, питающего генератор, направлены встречно.
В результате, предлагаемое устройство позволяет плавно, посредством изменения коэффициента связи при вращении ротора вариометра, изменять вносимое в контур сопротивление. Коэффициент связи вариометра может быть изиенен в 6 -г 8 раз и почти пропорционально может быть изменена величина вносимого сопротивления, а соответственно, плавно расширена полоса пропускания контура. При этом величина энергетических потерь в передатчике сводится к минимуму, т.е. возрастает КПД.
На фиг.1 приведена структурная схема передатчика с устройством для расширения полосы пропускания антенного контура, на Фиг.2 конкретный пример выполнения отдельных блоков передатчика и их соединения между собой.
Передатчик содержит источник 1 питания, генератор 2 гармонических колебаний, контурную систему 3 и декремент 4 затухания, который состоит из однофазного выпрямителя 5 и вариометра 6 с обмотками 7 и 8. Однофазный выпрямитель 5 может быть выполнен, например, по схеме Греца.
Источник 1 питания представляет собой обычный выпрямитель сетевого напряжения. Генератор 2 гармонических колебаний построен по схеме автономного ключевого инвертора и содержит два запираемых тиристора 9, два реактора 10 и конденсатор 11.
95олт
Контурная система 3 состоит из фильтра нижних частот (ФНЧ), промежуточного контура (ПК) и антенного контура (АК). Фильтр нижних частот содержит индуктивность 12 и две емкости 13. Промежуточный контур содержит индуктивность 14, емкость 15 и вариометр 16 связи. Антенный контур включает в себя вариометр 16 связи, емкость 17, индуктивность 18 настройки и собственное сопротивление 19.
Источник 1 питания , генератор 2 гармонических колебаний и контурная система 3 соединены между собой последовательно. В цепь
антенного контура контурной системы 3 последовательно с остальными
элементами включена первичная обмотка вариометра 6 декремента 4 затухания. Вторичная обмотка подключена к входу однофазного выпрямителя 5, выход которого соединен с входом генератора 2 гармонических колебаний. При этом, напряжение источника 1 питания и однофазного выпрямителя 5 направлены встречно.
Устройство работает следующим образом.
Переменный ток высокой частоты, создаваемый генератором 2 гармонических колебаний, при поочередном отпирании тиристоров 9 передается через фильтр нижних частот, промежуточный контур и вариометр 16 связи в антенный контур. Часть напряжения, развиваемого в антенном контуре, передается через вариометр 6 и выпрямляется одноФазным выпрямителем 5. Выпрямленный ток с декремента 4 затухания поступает на вход анодного питания генератора 2 гармонических колебаний. В результате этого генератор 2 гармонических колебаний питается одновременно от источника 1 питания и декремента 4 затухания.
Для регулирования вносимого в антенный контур сопротивления , посредством поворота ротора вариометра 6 изменяется коэффициент связи так, что на входе анодного питания генератора 2 гармонических колебаний сохраняется следующее соотношение токов
4
i  i« + I,
где IE- - ток входа анодного питания генератора 2;
Ij, - ток в цепи у соединяюцей однофазный выпрямитель 5 с генератором 2;
1о - ток источника 1 питания.
Поскольку на входе генератора 2 гармоническим колебаний напряжение равнозначно для всех трех ветвей тока, соответственно и мощности в этих ветвях будут Pj-  Ре   Величина мощности, потребляемой от источника, будет зависеть от степени расширения полосы пропускания антенного контура следующи образом
5„
Р  Р.-  - «- РГ- - РГ- f
Sгде  - Кпд генератора, равное    Р-в /Рг-;
So и Sj, - соответственно полосы пропусканияАК исходная и с
декренентон;
Р - мощность, рассеиваемая в антенномконтуре.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки .
1.Адамский В.К. Иощные радиостанции Германии для связи с подводными лодками. Доклад на радиосекции Техсовета НИПИСТ 25 октября 1945 г.
2.Принципиальные-нонтажные схемы мощных каскадов передатчика Goliath. Lorenz, st 504955. 1946
3.Ионачези. Быстродействующая передача радиотелефонных сигналов на весьма низких частотах. Alfa Frequenza, 1965, Feb. vol.XXXlY Н 2 p.131-143.