Адаптивное антенное согласующее устройство

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к антенно-фидерным устройствам декаметрового диапазона. Достигаемым техническим результатом является снижение трудоемкости процесса настройки и регулировки устройства на объекте, а также обеспечение возможности работы на антенны любого типа в широком диапазоне частот с высоким значением КБВ (не менее 0,7). Адаптивное антенное согласующее устройство выполнено на основе согласующего контура, в котором индуктивности соединены последовательно, а между ними параллельно включено по три емкости с возможностью их коммутации посредством схемы управления на основе сравнения по заданному алгоритму напряжений в соседних плечах каждого звена согласующего контура. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к антенно-фидерным устройствам ДКМВ диапазона.

Известны дискретно перестраиваемые антенные согласующие устройства, расчет которых основан на методе круговых диаграмм.

Такие согласующие устройства, если они работают в широком диапазоне частот, имеют большое число дискретных элементов, сложный алгоритм настройки на рабочую частоту и, как следствие, требуют больших трудовых затрат на настройку, регулировку и отработку на объекте.

Известно устройство для плавной настройки резонансного контура.

Устройство представляет собой двухпозиционную систему автонастройки с электродвигателем, механически связанным с настраиваемым контуром. Такое устройство представляется достаточно сложным, кроме того, не обладает высоким быстродействием.

Известно автоматическое согласующее устройство, основанное на использовании датчика фазы, устраняющего неоднозначность в процессе автонастройки АСУ и имеющего низкую чувствительность при значительных расстройках колебательного контура. Это связано с большим динамическим диапазоном изменения токов в согласующем контуре при расстройке, особенно при его значительной добротности.

Это устройство сложно в настройке, что приводит к большим трудозатратам при регулировке и отработке АСУ на объекте.

Известен метод широкополосного согласования комплексных импедансов.

Широкополосные согласующие устройства при простоте конструкции и управления имеют существенный недостаток - невысокий уровень согласования, а именно низкое значение коэффициента бегущей волны (КБВ≤0,5) в широкой полосе частот, например 2-30 МГц. Кроме того, такое согласующее устройство рассчитано на определенную антенну и при изменении ее параметров требует существенной доработки.

Все вышеуказанные АСУ являются аналогами, но ни одно из них не может быть выбрано в качестве прототипа предлагаемого устройства, так как все они отличаются, в первую очередь, по принципу построения согласующего контура.

Основной технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение трудоемкости процесса настройки и регулировки устройства на объекте за счет упрощения алгоритма настройки, а также обеспечение возможности работы на антенны любого типа в широком диапазоне частот с высоким значением КБВ (не менее 0,7).

Указанный технический результат достигается тем, что адаптивное антенное согласующее устройство выполнено на основе многозвенного согласующего контура, в котором индуктивности соединены последовательно, а между ними параллельно включено по три емкости с возможностью их коммутации посредством схемы управления на основе сравнения по заданному алгоритму напряжения на емкости i-того звена с напряжением на емкости (i+1)-го звена.

На чертеже показана структурная электрическая схема адаптивного антенного согласующего устройства, где обозначено:

L(i) - индуктивность i-го звена согласующего устройства;

C1(i)=C1(i+1)=C(min);

C2(i)=C2(i+1)=C(0);

C3(i)=C3(i+1)=C(max).

Данные условия выполняются для всех звеньев устройства.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении ВЧ-сигнала измеряются уровни напряжения на емкостях i-того и (i+1)-го звеньев согласующего контура и сравниваются между собой посредством сравнивающих устройств.

Если напряжение на емкости i-того звена меньше напряжения на емкости (i+1)-го звена на величину, превышающую уровень нечувствительности сравнивающего устройства, то устройство управления отключает в i-том звене емкости С2 и С3 и подключает емкость С1=C(min). Если напряжение в i-том звене больше напряжения в (i+1)-м звене на величину, превышающую уровень нечувствительности сравнивающего устройства, то в i-том звене отключаются емкости С1 и С2, подключается емкость С3=С(max). В том случае, если напряжения на емкостях i-того и (i+1)-го звеньев равны или отличаются на величину, меньшую уровня нечувствительности сравнивающего устройства, в i-том звене должна быть подключена только одна емкость С2=С(0).

Сравнение напряжений происходит в компараторах, часть которых имеет отрицательный порог срабатывания для случаев подключения C1(i) и C2(i), часть - положительный для случая подключения C3(i), после чего полученное напряжение через простейшие выходные каскады поступает на узлы коммутации, состоящие из ВЧ-переключателей, например ВЧ-реле, и в соответствии с описанным выше алгоритмом происходит коммутация конденсаторов. Таким образом, устройство настраивается на каждую конкретную частоту в пределах рабочего диапазона частот.

В зависимости от уровня мощности передаваемого сигнала в качестве элементов согласующего контура можно использовать конденсаторы К10-47 или более мощные, катушки индуктивности на проводе ПЭВ-2 без сердечника. В качестве элементов коммутации могут быть использованы двухпозиционные малогабаритные реле фирмы OMRON (например, G2RL-1) при мощности не более 50 Вт или мощные реле фирмы Kilovac при больших уровнях мощности. Возможно также использование электронных схем коммутации, например, на p-i-n-диодах.

Схема управления может быть реализована на компараторах LM139AD фирмы STM, диодах 2Д522, транзисторах IRF7103 фирмы IR.

Устройство реализовано в диапазоне частот 2-30 МГц для работы на антенну щелевого типа и на симметричную вибраторную антенну. Достигнутое значение КБВ составило не менее 0,7.

1. Адаптивное антенное согласующее устройство, выполненное на основе многозвенного согласующего контура, в котором индуктивности соединены последовательно, а между ними параллельно включено по три емкости C1(i)=C(min), C2(i)=C(0) и C3(i)=C(max), с возможностью их коммутации посредством схемы управления на основе сравнения по заданному алгоритму напряжений, которое осуществляется на компараторах, часть которых имеет отрицательный порог срабатывания для подключения C1(i) и C2(i), часть положительный - для подключения C3(i), где i - номер звена согласующего устройства.

2. Адаптивное антенное согласующее устройство по п.1, отличающееся тем, что при напряжении в левом плече i-го согласующего звена меньше напряжения в правом плече на величину, превышающую уровень нечувствительности сравнивающего компаратора, схема управления отключает в левом плече емкости С2 и С3 и подключает емкость C1=C(min).

3. Адаптивное антенное согласующее устройство по п.1, отличающееся тем, что при напряжении в левом плече i-го согласующего звена больше напряжения в правом плече на величину, превышающую уровень нечувствительности сравнивающего компаратора, схема управления отключает в левом плече емкости С1 и С2 и подключает емкость С3=С(max).

4. Адаптивное антенное согласующее устройство по п.1, отличающееся тем, что при напряжении в соседних плечах i-го согласующего звена, равном или отличном на величину, меньшую уровня нечувствительности сравнивающего компаратора, схема управления подключает в левом плече емкость С2=С(0).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах. .

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам амплитудной и фазовой модуляции СВЧ-диапазона, и может быть использовано для формирования сигналов сложной формы (например, возбуждения ТЕМ волны) и модуляции в различных трактах СВЧ - измерительных, передающих, приемных и для реализации новых видов РЛС.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к турникетным соединениям. .

Изобретение относится к сверхвысокочастотной радиотехнике и может быть использовано в качестве согласованного перехода между коаксиальной линией и круглым волноводом.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемных и передающих устройствах КВЧ диапазона, в частности в малошумных усилителях. .

Изобретение относится к области микроволновой техники и предназначено для применения в технологических, измерительных и телекоммуникационных системах

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено, в частности, для симметрирования фидера коротковолнового (декаметрового) передатчика

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к волноводным переходам, служащим для передачи электромагнитных волн из волновода в волноводную линию передачи сверхвысокочастотных сигналов (свч) и обратно

Изобретение относится к электронным устройствам с множеством печатных плат, использующим опорный элемент, поддерживающий печатные платы, как канал передачи беспроводного сигнала

Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к устройствам СВЧ. Устройство содержит отрезок связанных линий передачи, один из концов которых соединен с общим корпусом, указанный отрезок связанных линий передачи выполнен из четвертьволновых линий разной ширины с подключенными параллельно к входному зажиму и выходному зажиму, гальванически связанных с входным зажимом, дополнительных короткозамкнутых четвертьволновых шлейфов. При этом симметрирующее устройство обеспечивает полную идентичность передачи сигнала на выходы с разностью фаз 180 градусов между ними. Технический результат - обеспечение идентичности рабочих характеристик, улучшение полосовых свойств. 12 ил.

Изобретение относится к ВЧ технике. ВЧ генератор содержит твердотельный переключатель, проходящий в z-направлении рупорный волновод с первым продольным концом и вторым продольным концом и проходящий в z-направлении цилиндрический полый проводник с третьим продольным концом. При этом размещенная в х-у-плоскости первая площадь поперечного сечения рупорного волновода у первого продольного конца меньше, чем размещенная в х-у-плоскости вторая площадь поперечного сечения рупорного волновода у второго продольного конца. Второй продольный конец рупорного волновода размещен у третьего продольного конца полого проводника. Твердотельный переключатель размещен у первого продольного конца рупорного волновода, чтобы возбуждать электромагнитное колебание в рупорном волноводе. Первый вывод указанного переключателя размещен на его верхней стороне, а второй вывод - на нижней. При этом первый вывод электропроводно соединен с первой стенкой рупорного волновода, а второй вывод - со второй стенкой рупорного волновода, противолежащей первой стенке. Технический результат заключается в обеспечении возможности упрощения конструкции устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области сверхвысокочастотной (СВЧ) техники и может быть использовано в измерительной технике и антенных системах, а также в различных устройствах систем беспроводной связи и радаров. Техническим результатом из обретения является снижение уровня потерь прохождения сигнала и увеличение рабочей полосы частот при низком коэффициенте отражения волны волноводно-микропослокового перехода. Волноводно-микрополосковый переход содержит подводящий волноводный отрезок со сквозным отверстием, образующим открытый волноводный канал, короткозамкнутый волноводный отрезок с глухим пазом, образующим закрытый волноводный канал, и диэлектрическую плату, расположенную между волноводными отрезками. При этом на верхней поверхности диэлектрической платы расположены микрополосковая линия передачи, микрополосковый зонд, являющийся продолжением микрополосковой линии, и контактный металлический слой вокруг микрополоскового зонда, не имеющий электрического контакта с микрополосковым зондом и микрополосковой линией передачи и образующий на диэлектрической плате внутреннюю область, являющуюся областью волноводного канала. При этом на контактном металлическом слое расположен короткозамкнутый волноводный отрезок, имеющий прорезь в области микрополосковой линии передачи, а на нижней поверхности диэлектрической платы вокруг области волноводного канала расположен заземляющий металлический слой, на котором расположен подводящий волноводный отрезок. Причем по периметру вокруг области волноводного канала в металлических слоях и в диэлектрической плате выполнено, по меньшей мере, одно металлизированное переходное сквозное отверстие, а внутри области волноводного канала на диэлектрической плате выполнено, по меньшей мере, одно не металлизированное сквозное отверстие. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх