Устройство сложения мощностей

 

Использование: при создании мощных полупроводниковых генераторов и оконечных каскадов транзисторных передатчиков. Сущность изобретения: для повышения надежности микрополосковые платы с транзисторными каскадами установлены между металлическими или металлизированными с обеих сторон диэлектрическими дисками, которые являются сумматором и делителем, и расположены радиально к ним на равных расстояниях одна от другой. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к конструированию полупроводниковых генераторов со сложением мощности отдельных транзисторов, и может быть использовано для создания мощных полупроводниковых генераторов и оконечных каскадов транзисторных передатчиков.

Известно устройство сложения мощности электрических колебаний, которое содержит N трансформаторов, в каждом из которых имеется М обмоток (М=N) причем i-я обмотка каждого трансформатора соединена согласно-последовательно с (i-1)-й обмоткой предыдущего трансформатора и с (i+1)-й обмоткой последующего, при этом начала последних обмоток трансформатора включены к общей нагрузке, а начала первых обмоток трансформаторов образуют входы устройства, которые резисторами соединены между собой, каждый трансформатор выполнен в виде двухступенчатой N-проводной линии с равными по длине ступенями [1].

Однако использование в этом устройстве трансформаторов в качестве согласующего элемента ограничивает рабочую полосу частот. Кроме того, предложенная конструкция ограничивает динамический диапазон складываемых мощностей отдельных каскадов; наличие паразитных емкостей и индуктивностей приводит к значительным потерям, что уменьшает КПД.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство сложения мощности, в котором входные каскады состоят из транзисторов, соединенных с остальными элементами устройства при помощи полосковых линий или проволочных катушек индуктивности, которые расположены на металлической или металлизированной диэлектрической пластине [2].

Недостатком такого устройства сложения мощности является большая длина соединяющих согласующих цепей отдельных транзисторных каскадов, что приводит к потерям мощности и появлению паразитных (емкостных и индуктивных) связей, что уменьшает КПД устройства и способствует появлению паразитных резонансов и самовозбуждения. Кроме того, возникает определенная сложность обеспечения идентичности и повторяемости этих согласующих цепей.

Целью изобретения является повышение КПД устройства и его надежности.

Это достигается тем, что устройство, содержащее транзисторные каскады, расположенные на металлической или металлизированной пластине и соединенные через полосковые линии, входное и выходное согласующие устройства, дополнительно содержит входной и выходной симметрирующие элементы, соединенные с транзисторными каскадами и соответственно с входными и выходными согласующими устройствами, образуя при этом пространственно-симметричную конструкцию.

На чертеже изображено предложенное устройство. Оно состоит из N пластин, выполненных из металла (или металлизированных пластин) 1, на боковых стенках которых закреплены транзисторы 2, соединенные при помощи полосковых линий 3 с симметрирующими элементами 4,5. Входное согласующее устройство 6 и выходное согласующее устройство 7 предназначены для согласования устройства сложения мощности с другими устройствами. Источник возбуждения 10 подключен через входной разъем 8 и входное согласующее устройство 6 к центру входного симметрирующего элемента 4, а нагрузка и цепи питания подключены к центру выходного симметрирующего элемента 5. Элементы крепления 9, каждый из которых расположен между разъемом и согласующим устройством, представляют собой металлические или металлизированные пластины, обеспечивающие жесткость конструкции устройства сложения мощности.

Симметрирующие элементы 4,5 выполнены, например, в форме диска из металлической или металлизированной пластины. Конструкция симметрирующего элемента определяется электрическими параметрами рабочих сигналов (диапазон частот, мощность).

Размеры симметрирующего диска можно рассчитать по формуле L = 2lln + 0,2235 + 0,5 нГн где l=R - радиус диска; σ = - средняя ширина сектора на симметрирующем диске; n - количество секторов.

Тогда L = 2Rln + 0,2235 + 0,5 нГн Работает устройство следующим образом.

Сигнал от источника возбуждения 10 через входной разъем 8, входное согласующее устройство 6 поступает на входной симметрирующий элемент 4. Сигналы, поступающие с симметрирующего элемента 4 на транзисторные каскады 2, идентичны. С транзисторных каскадов 2 сигналы поступают на выходной симметрирующий элемент 5, с которого через выходное согласующее устройство 7 - на выходной разъем 8. Напряжение питания к транзисторным каскадам 2 подается по полосковым линиям 3, разделение высокочастотных цепей и цепей питания производится в цепях согласования нагрузки после соединения полосков согласующих цепей отдельных транзисторных каскадов 2.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО СЛОЖЕНИЯ МОЩНОСТЕЙ, содержащее делитель и сумматор, между которыми включены микрополосковые платы каскадов, каждый из которых включает в себя транзистор с входным и выходным согласующим элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при увеличении КПД, делитель и сумматор выполнены в виде металлических или металлизированных с обеих сторон диэлектрических дисков, которые установлены соосно и параллельно, а микрополосковые платы расположены радиально к ним на равных расстояниях одна от другой и соединены с ними по их периметрам.

РИСУНКИ

Рисунок 1