УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАНИЯ РАДИОПЕРЕДАТЧИКА С АНТЕННОЙ

Полезная модель относится к радиоэлектронике и может быть использована в радиопередатчиках.
Переход к перспективным каналам связи с адаптацией по частоте потребовал от радиопередатчиков сокращения времени перестройки. В ряде случаев эта задача решается за счет того, что устройства согласования выходного сопротивления радиопередатчика с входным сопротивлением антенны запрограммированы на ограничение уровня согласования коэффициентом бегущей волны (КБВ) равным 0,3, а не 1,0, как это имеет место в других каналах связи. Эта мера позволяет значительно сократить время перестройки, но одновременно часть мощности сигнала теряется (рассеивается в виде тепла на элементах передающего тракта), отражаясь как от неоднородности стыка "выход согласующего устройства - вход высокочастотного фидера", так и от неоднородности стыка "выход высокочастотного фидера - вход антенны".
Известны устройства согласования сопротивлений радиопередатчика и антенны Заявка №4446781 от 24.12.94, Германия, Н 04 В 1/04, A.C. СССР №2634974 от 26.06.78, Н 04 В 1/04, содержащие элементы автоматического управления устройствами согласования.
Известно устройство автоматического согласования радиопередатчика с антенной A.C. СССР №3385393 от 11.01.82, Н 04 В 1/04, содержащее усилитель мощности, дискретно перестраиваемое согласующее устройство, блок запоминания и управления, антенну.
Недостатком, как аналогов, так и прототипа является то, что при ограничении согласования уровнем КБВ=0,3 будет потеряна значительная часть мощности полезного сигнала.
Целью полезной модели является повышение мощности полезного сигнала, отдаваемой радиопередатчиком в антенну за счет учета фазовых соотношений падающих и отраженных волн высокочастотной энергии в фидере, соединяющем устройство согласования и антенну.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее усилитель мощности, согласующее устройство, блок запоминания и управления (например выполненный на базе микропроцессора как это реализовано в серийном радиопередатчике Р-649) и антенну дополнительно между согласующим устройством и антенным фидером введены искусственная длинная линия (например фильтр нижних частот) и генератор тока подмагничивания сердечников катушек индуктивностей искусственной длинной линии, при этом информационный выход усилителя мощности соединен со входом согласующего устройства, выход которого соединен со
входом искусственной длинной линии, выход искусственной длинной линии соединен со входом антенного фидера, выход блока запоминания и управления соединен линиями передачи команд со входами усилителя мощности, согласующего устройства и генератора тока подмагничивания, а М выходов генератора тока подмагничивания соединены с М входами катушек подмагничивания сердечников индуктивностей искусственной длинной линии.
Структурная схема устройства изображена на Фиг. В соответствии с ней устройство состоит из следующих функциональных узлов:
1. - усилитель мощности;
2. - согласующее устройство;
3. - блок запоминания и управления;
4. - искусственная длинная линия;
5. - генератор тока подмагничивания;
6. - антенна.
Работа схемы осуществляется следующим образом. В память блока запоминания и управления заносится информация о значениях тока подмагничивания, соответствующего максимальной мощности сигнала в нагрузке в зависимости от частоты и определяемого в ходе предварительной настройки радиопередатчика. Информация о номинале рабочей частоты поступает на блок запоминания и управления, в котором формируются соответствующие этой частоте команды управления, передаваемые по линиям передачи команд в блоки усилителя мощности, согласующего устройства, генератор тока подмагничивания.
Как показано в работе "Возможности фазовой подстройки корабельных широкополосных радиопередатчиков", Муравченко В.Л., Судостроение №4, 2005 коэффициент передачи по мощности N антенно-фидерного тракта определяется соотношением:
1
2
где p, p - модули коэффициентов отражения от входа радиопередатчика и антенны соответственно;
φ=2βl+2α
β - постоянная фазы антенного фидера;
l - физическая длина антенного фидера;
α - сдвиг фазы искусственной длинной линией.
Из этого соотношения видно, что величина N принимает максимальное значение при cosφ=1 и минимальное при cosφ=-1.
1
2
1
2
Таким образом, одним и тем же значениям коэффициентов отражения p и р (или KБB и КБВ) соответствует некоторый разброс значений коэффициента передачи по мощности N в зависимости от угла φ. При
изменении величины фазового сдвига искусственной длинной линии α изменяется величина угла φ и соответственно величина N. С учетом этого, предварительная настройка, включающая в себя изменение тока подмагничивания для изменения угла α, позволит определить значения этого тока соответствующие максимальному значению мощности в антенне на заданной частоте и занести их в память блока запоминания и управления.
На вход блока запоминания и управления поступает информация о номинале рабочей частоты, после чего в блоке формируются команды управления усилителем мощности, согласующим устройством и генератором тока подмагничивания. После завершения формирования этих команд они передаются в управляемые блоки для соответствующих заданной частоте перестроек.
По завершении перестроек на вход усилителя мощности подается высокочастотный сигнал, который после усиления поступает на вход согласующего устройства, с выхода которого сигнал поступает на вход искусственной длинной линии.
При прохождении искусственной длинной линии фаза сигнала изменяется на угол α, соответствующий максимуму мощности в нагрузке на данной частоте.
С выхода искусственной длинной линии сигнал поступает на ход антенного фидера, с выхода которого поступает в антенну.
Предлагаемая полезная модель, практически без увеличения времени перестройки устройства согласования, благодаря учету и вводимым изменениям фазовой задержки сигнала в выходном высокочастотном тракте увеличивает мощность, подводимую к антенне от усилителя мощности.