Делитель с неравным делением мощности

Полезная модель относится к радиотехническим приборам, используемых в трактах антенно-фидерных устройств (АФУ) различного применения. Делитель с неравным делением мощности, 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 и обеспечивается следующим соотношением волновых сопротивлений вышеуказанных элементов делителя: ; ; , где

Z₀ - волновое сопротивление линий на входах делителя;

Z₁ - волновое сопротивление шлейфа со стороны входа делителя;

Z₂ - волновое сопротивление одной из линий делителя, расположенной между шлейфами;

Z₃ - волновое сопротивление другой линии делителя, расположенной между шлейфами;

Z₄ - волновое сопротивление шлейфа на выходе делителя;

Z₅ - волновое сопротивление линий на выходах делителя.

K - отношение мощностей на выходах делителя (к1).

Техническим результатом предложенной полезной модели является разработка делителя с неравным делением мощности для использования в схемах высокочастотных устройств без применения дополнительных трансформаторов. 1 пф, 1 илл.

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 131907 МПК H01P 5/18 (2006.01) с приоритетом от 16.01.3013 г.

Шлейфный ответвитель состоит из двух параллельных передающих полосковых линий, связанных двумя перпендикулярными к линиям полосковыми шлейфами, причем длина линий, шлейфов и расстояния между ними равны одной четверти рабочей длины волны. При этом волновые сопротивления линий входа, ответвителя, шлейфов и линий выхода связаны следующими соотношениями

Z_ВХ=Z_ШВХ; ; Z_ШВЫХ=Z_ВЫХ;

где

Z_ВХ - волновое сопротивление входных линий;

Z_ШВХ - волновое сопротивление шлейфа на входах ответвителя;

Z_ЛИН - волновое сопротивление линий ответвителя;

Z_ШВЫХ - волновое сопротивление шлейфа на выходах ответвителя;

Z_ВЫХ - волновое сопротивление выходных линий.

Данный ответвитель выбран в качестве прототипа. Здесь входные и выходные линии имеют разное волновое сопротивление.

Однако данный ответвитель, как и аналог, во всех случаях делит выходную мощность между выходами ровно пополам и отношение выходных мощностей при этом равно единице.

Задачей полезной модели является создание делителя с неравным делением мощности без применения дополнительных трансформаторов, когда выходные мощности делителя отличаются друг от друга, т.е. отношение выходных мощностей не равно единице.

Данное техническое решение обеспечивается тем, что предложен делитель с неравным делением мощности, 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 и обеспечивается следующим соотношением волновых сопротивлений вышеуказанных элементов делителя:

; ; , где

Z₀ - волновое сопротивление линий на входах делителя;

Z₁ - волновое сопротивление шлейфа со стороны входа делителя;

Z₂ - волновое сопротивление отрезка одной из линий делителя, расположенного между шлейфами;

Z ₃ - волновое сопротивление отрезка другой линии делителя, расположенного между шлейфами;

Z₄ - волновое сопротивление шлейфа на выходе делителя;

Z₅ - волновое сопротивление линий на выходах делителя.

K - отношение мощностей на выходах делителя (к1).

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где приведена электрическая схема предложенной полезной модели. На чертеже обозначены: 1 - точка на входе соединения шлейфа Ш₁ с верхней передающей полосковой линией; 2 - точка на входе соединения шлейфа с нижней передающей полосковой линией; 3 - точка на выходе соединения шлейфа Ш₂ с верхней передающей полосковой линией; 4 - точка на выходе соединения шлейфа Ш₂ 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); Z₀ - волновое сопротивление линий на входах к ответвителю в точках 1 и 2; Z₁ - волновое сопротивление шлейфа Z₂ - волновое сопротивление отрезка 1-3; Z₃ - волновое сопротивление ответвителю в точках 1 и 2; Z₁ - волновое сопротивление шлейфа Ш₁; Z₂ - волновое сопротивление отрезка 1-3; Z₃ - волновое сопротивление отрезка 2-4; Z₄ - волновое сопротивление шлейфа Ш ₂; Z₅ - волновое сопротивление линий на выходах ответвителя в точках 3 и 4

При расчете схемы вначале задаются волновые сопротивления входных 7.0 и выходных линий Z₅ и отношение выходных мощностей делителя «к» при (к1), а далее по вышеприведенным формулам определяются волновые сопротивлений отрезков линий между шлейфами и шлейфов.

Например: Задаем Z₀=50 Ом; Z₅=75 Ом; к=2. Рассчитываем по вышеприведенным формулам волновые сопротивления шлейфов и линий ответвителя и получаем Z₁=70,71 Ом; Z₂=50 Ом; Z₃=50 Ом; Z4=107,71 Ом.

Выходные мощности на выходе у точки 3 будет P₃=1,76дБ, у точки 4 будет P₄=4,76дБ.

Техническим результатом предложенной полезной модели является разработка делителя с неравным делением мощности для использования в схемах высокочастотных устройств без применения дополнительных трансформаторов.

Делитель с неравным делением мощности, 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, отличающийся тем, что отношение мощностей в выходных линиях не равно единице и обеспечивается следующим соотношением волновых сопротивлений вышеуказанных элементов делителя:

где Z₀- волновое сопротивление линий на входах делителя;

Z₁ - волновое сопротивление шлейфа со стороны входа делителя;

Z₂ - волновое сопротивление одной из линий делителя, расположенной между шлейфами;

Z₃ - волновое сопротивление другой линии делителя, расположенной между шлейфами;

Z₄ - волновое сопротивление шлейфа на выходе делителя;

Z₅ - волновое сопротивление линий на выходах делителя;

К - отношение мощностей на выходах делителя (к1).