Восьмиполюсник

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к радиотехническим устройствам и может быть использована для амплитудно-фазового преобразования высокочастотных сигналов. В частности для запитки антенн синфазных решеток. Восьмиполюсник представляет собой коаксиальный кольцевой мост имеющий четыре входа. Длина коаксиальной кольцевой линии равна 1,5, расстояние между 1 и 4 точками отводов в кольцевой линии равно 3/4, расстояние между 1 и 3; 3 и 2; 2 и 4 точками отводов равно /4, где - длина волны в коаксиальном кабеле (с учетом коэффициента укорочения). Волновое сопротивление высокочастотных кабелей кольцевого моста 75 Ом. Длины отрезков высокочастотного кабеля (с волновым сопротивлением 50 Ом) от тройников до ВЧ разъемов различны. В конструкции использованы полужесткие кабели с покрытием оплеток оловом. Тройники изготовлены из латуни с покрытием олово-висмут. Оплетки высокочастотного кабеля и тройники не имеют прямого контакта с корпусом из алюминия. В нижней торцевой части корпуса имеется вентиляционное отверстие, крышка устройства изготовлена из стеклопластика и имеет герметизацию. Выбранная конструкция полезной модели обеспечивает расширенную полосу частот и малое значение КСВН. При подаче сигнала на Порт 1 на Портах 3 и 4 образуются два синфазных сигнала одинакового уровня, при подаче сигнала на Порт 2 на Портах 3 и 4 образуются два противофазных сигнала одинакового уровня. Полезная модель обеспечивает низкий уровень интермодуляции и возможность работы устройства на улице.

Полезная модель относится к радиотехническим устройствам и может быть использована для амплитудно-фазового преобразования высокочастотных сигналов. В частности для запитки антенн синфазных решеток.

Известен восьмиполюсник: патент на полезную модель RU 128810 от 27.05.2013 года «Гибридное кольцо», МПК H04N 1/00 (2006/01). Восьмиполюсник состоит из коаксиального кольцевого моста имеющего четыре входа.

Также известен восьмиполюсник (прототип) в виде коаксиального кольцевого моста имеющего четыре входа, описанный в Радиотехническом справочнике, том 1, под редакцией X. Мейнке и Ф.В. Гундлах, М., 1961 г., с. 218-219, Рис. 6-72. Восьмиполюсник представляет собой кольцевую коаксиальную линию размером 1,5, где - средняя длина волны в коаксиальной линии (с учетом коэффициента укорочения).

Кольцевая линия имеет четыре входа. Расстояние между 1 и 4 точками отводов (соединителями) в кольцевой линии равно 3/4, а расстояние между 1 и 3; 3 и 2; 2 и 4 точками отводов (тройниками) равно /4. Общая длина кольцевой коаксиальной линии 1,5. Здесь и далее - длина волны в коаксиальном кабеле (с учетом коэффициента укорочения).

Волновое сопротивление всех отрезков кольцевой линии , где z0 - волновое сопротивление каждого из четырех отрезков коаксиального кабеля от тройников до высокочастотных входов (волновое сопротивление линий подключаемых к кольцевому мосту).

Недостатками данных восьмиполюсников, затрудняющих их применение в антенных устройствах наземных станций является недостаточно высокий уровень интермодуляционных искажений. Также недостаточное значение полосы частот (в частности по максимальному разбегу разности фаз сигналов на Портах 3 и 4 при подаче сигнала на Порт 1), недостаточное значение КСВН и недостаточная защита элементов восьмиполюсника от внешних воздействий (дождь, снег и.т.д.).

Задачей полезной модели является разработка конструкции восьмиполюсника с уменьшенным уровнем интермодуляционных искажений, расширением полосы частот, уменьшения КСВН и работающей на улице в условиях открытого пространства. В частности ставились цели снизить разность фаз между Портом 3 и Портом 4 при подаче сигнала на Порт 1 и уменьшить значение КСВН.

Для достижения необходимого технического эффекта восьмиполюсник в виде коаксиального кольца размещается в корпус из алюминиевого сплава. На корпусе устанавливаются четыре высокочастотных разъема. Гибридное кольцо изготавливается из полужесткого кабеля с волновым сопротивлением (например - 75 Ом), отводы от тройников к высокочастотным разъемам (на Порт 1, Порт 2, Порт 3 и Порт 4) изготавливаются из полужесткого кабеля с волновым сопротивлением z0 (например - 50 Ом). Тройники выполнены в виде латунных колец с покрытием олово-висмут, внешние оплетки всех полужестких кабелей не касаются алюминиевого корпуса, сумматоры также не касаются алюминиевого корпуса и закрепляются на корпусе с помощью диэлектрического материала (например - герметика). Длины отводов от тройников до ВЧ разъемов Порт 2, отличается от длины отводов проводников от Порт 1, Порт 3 и Порт 4.

Кроме того, устройство имеет защитную крышку из стеклопластика, крепление крышки к корпусу производится саморезами из нержавеющей стали. Зазоры между крышкой и корпусом заполняются герметиком, в нижней торцевой части корпуса имеется отверстие для вентиляции внутреннего объема устройства.

Длины отрезков высокочастотных кабелей соответственно равны:

1 - 3/4,

2, 3 и 4 - 1/4,

5 - 3/4,

6 - 1/2,

7 и 8 - 3/4.

Сущность полезной модели поясняется на рисунке Фиг. 1.

На рисунках приняты следующие обозначения:

1 - отрезок высокочастотного кабеля длиной 3/4 с волновым сопротивлением 75 Ом;

2, 3 и 4 - отрезки высокочастотного кабеля длиной 1/4 с волновым сопротивлением 75 Ом;

5 - отрезок высокочастотного кабеля длиной 3/4 с волновым сопротивлением 50 Ом (на Порт 1);

6 - отрезок высокочастотного кабеля длиной 1/2 с волновым сопротивлением 50 Ом (на Порт 2);

7 и 8 - отрезки высокочастотного кабеля длиной 3/4 с волновым сопротивлением 50 Ом (соответственно на Порт 3 и Порт 4); Как видно длины отрезков высокочастотного кабеля от тройников до высокочастотных разъемов для различных портов отличаются по длине.

9 - тройник из латуни с покрытием висмут-олово;

10 - диэлектрик (герметик);

11, 12, 13 и 14 - высокочастотные разъемы (соответственно Порт 1, Порт 2, Порт 3 и Порт 4);

15 - корпус;

16 - вентиляционное отверстие в нижней торцевой стенке корпуса;

17 - защитная крышка из стеклопластика.

Крепление отрезков кабеля коаксиального кольца и обеспечение зазора (изоляции) от внешней оплетки кабелей до корпуса с помощью диэлектрического материала (герметика) обеспечивает низкий уровень интермодуляции. Также как и использование тройников из латуни, с покрытием олово-висмут.

Выбранные (различные) длины входных кабелей 5, 6, 7 и 8 обеспечивают низкий уровень КСВН и более широкую полосу частот.

После установки крышки из стеклопластика и герметизации зазоров, устройство, возможно, использовать на улице без дополнительной защиты от внешних воздействий. Отверстие в нижней торцевой стенке корпуса обеспечивает проветривание внутренней конструкции и удаление конденсата.

Таким образом, предложенная полезная модель обеспечивает достижение технического результата, выраженного в пониженном уровне интермодуляции, более широкой полосе частот и более низком значении КСВН. Кроме того, данное устройство может функционировать на открытом воздухе на улице, без применения дополнительной защиты.

Для примера рассмотрим восьмиполюсник показанный на Фиг. 1. В устройстве кольцевой коаксиальный мост изготовлен на отрезках кабеля SUHNER-SUKOFORM 141-75. Отводы от тройников до ВЧ разъемов на отрезках кабеля SUHNER-SUKOFORM 141-50.

В устройстве используются ВЧ разъемы 7/16 с пониженным уровнем интермодуляции.

Все длины отрезков кабелей соответствуют указанным выше размерам. Средняя длина волны в свободном пространстве для данного устройства была выбрана ср=34,096 см. Соответственно, значение средней рабочей частоты fср=879,25 МГц.

Измеренные значения разности фаз сигналов между Порт 3 и Порт 4 в диапазоне частот при подаче сигнала на Порт 1 показаны в

Таблица 1.
Литер, МГцСер блока798,5 806839847880915 940960
003-5,0° -4,4°-2,2° -1,6°+0,8° +3,5°+5,4° +3,4°

Измеренные значения интермодуляции при подаче сигналов на Порт 1 показаны на Фиг. 2. Как видно из результатов измерений значение интермодуляции не превышает величины минус 166,0 dBc.

Приведенный пример подтверждает достижение технического результата предложенной полезной модели.

Восьмиполюсник в виде коаксиального кольцевого моста, имеющего четыре входа, длина коаксиальной кольцевой линии равна 1,5 , расстояние между 1 и 4 точками отводов в кольцевой линии равно 3/4, расстояние между 1 и 3; 3 и 2; 2 и 4 точками отводов равно /4, где - длина волны в коаксиальном кабеле, отличающийся тем, что длины отрезков от тройников коаксиального кольцевого моста до ВЧ разъемов различны и, соответственно, равны для Порт 1, Порт 3 и Порт 4 - 3/4 , а для Порт 2 - 1/2, тройники выполнены из латуни с покрытием олово-висмут, оплетки отрезков коаксиальных кабелей выполнены из полужесткого кабеля с покрытием оловом и также как тройники не имеют прямого контакта с алюминиевым основанием корпуса устройства, в нижней торцевой части корпуса имеется вентиляционное отверстие, крышка устройства изготовлена из стеклопластика и имеет герметизацию.



 

Похожие патенты:
Наверх