Двунаправленный свч усилитель

Авторы патента:

H03F3/00 - Усилители, имеющие в качестве усилительных элементов только электронные или только полупроводниковые приборы

Владельцы патента RU 2504895:

Хуако Руслан Асланович (RU)

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к двунаправленным СВЧ усилителям. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что двунаправленность усиления достигается путем применения циркуляторов или направленных ответвителей вместо коммутаторов на входах устройства. Технический результат изобретения заключается в усилении сигналов в обоих направлениях без их разделения по времени или частоте. Изобретение позволяет расширить сферу применения двунаправленных СВЧ усилителей. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к СВЧ усилителям.

Известен приемопередатчик (Хуако Р.А. "Исследование возможности построения одноантенного ретранслятора с коэффициентом усиления больше единицы". ISSN 2073-3909, "Инфокоммуникационные технологии", том 10, №2, 2012, стр 76), в котором прием и передача сигналов осуществляются одновременно через одну и ту же антенну, выход которой подключен к первому плечу трехплечевого циркулятора. Ко второму по направлению циркуляции плечу циркулятора подключен вход усилителя, выход которого соединен с третьим по направлению циркуляции плечом циркулятора. В известном приемопередатчике вместо циркулятора может быть применен направленный ответвитель. В случае необходимости в состав усилителя может быть дополнительно введен модулятор. Недостатком известного приемопередатчика является небольшое усиление, которое ограничено величиной развязки, обеспечиваемой примененным циркулятором или направленным ответвителем. Коэффициент усиления известного приемо-передатчика может быть увеличен путем включения в его фидерный тракт некого гипотетического двунаправленного СВЧ усилителя.

Известен двунаправленный СВЧ усилитель ABDA 2,4/1 (http://www.betatvcom.dn.ua/ABDA-2-4.shtml). Известный двунаправленный усилитель содержит, в частности, два коммутатора, переключающих два встречно направленных усилителя, что позволяет устройству работать в полудуплексном режиме. Известный усилитель не способен одновременно усиливать сигналы в прямом и обратном направлениях.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание двунаправленного СВЧ усилителя, способного усиливать сигналы в обоих направлениях без их временного или частотного разделения. В предлагаемом изобретении технический результат достигается тем, что в схеме известного двунаправленного усилителя коммутаторы заменены циркуляторами или направленными ответвителями.

На фигуре 1 приведена схема двунаправленного СВЧ усилителя с использованием трехплечевых циркуляторов.

На фигуре 2 приведена схема двунаправленного СВЧ усилителя с использованием направленных ответвителей.

Двунаправленный СВЧ усилитель построенный по схеме, приведенной на фигуре 1, работает следующим образом. Усиливаемый сигнал прямого направления поступает на первый вход устройства, образованный первым плечом первого дополнительно введенного циркулятора 1. Со второго по направлению циркуляции плеча циркулятора 1 усиливаемый сигнал прямого направления поступает на вход первого усилителя 2 и усиливается в нем. Усиленный сигнал прямого направления с выхода усилителя 2 поступает на третье плечо дополнительно введенного второго циркулятора 3 и далее на первое плечо второго циркулятора 3, образующее второй вход устройства. Усиливаемый сигнал обратного направления поступает на второй вход устройства, образуемый первым плечом второго циркулятора 3 и далее через второе по направлению циркуляции плечо второго циркулятора 3 поступает на вход второго усилителя 4. Усиленный сигнал обратного направления с выхода усилителя 4 поступает на третье плечо циркулятора 1 и далее на первое плечо циркулятора 1. При том условии, что суммарный коэффициент усиления применяемых усилителей 2 и 4 не превышает суммарную развязку между вторыми и третьими плечами циркуляторов 1 и 3, устройство работает как двунаправленный СВЧ усилитель.

Аналогичным образом работает двунаправленный СВЧ усилитель, построенный с использованием направленных ответвителей по схеме, приведенной на фиг.2. При этом варианте построения усиливаемый сигнал прямого направления поступает на первый вход устройства, образованный входом прямого плеча направленного ответвителя 5. К выходу прямого плеча направленного ответвителя 5 подключен вход усилителя 2, а выход усилителя 2 соединен со входом ответвляющего плеча направленного ответвителя 6. Усиливаемый сигнал обратного направления со второго входа устройства, образуемого входом прямого плеча направленного ответвителя 6, через выход прямого плеча направленного ответвителя 6 поступает на вход усилителя 4, усиливается в нем и через вход ответвляющего плеча направленного ответвителя 5 поступает на первый вход устройства. При том условии, что суммарный коэффициент усиления применяемых усилителей не превышает суммарной развязки между прямыми и ответвляющими плечами направленных ответвителей, устройство работает как двунаправленный СВЧ усилитель.

В эксперименте по предложенной схеме удалось построить двунаправленный СВЧ усилитель на ферритовых циркуляторах ФЦК2-69, работающий в полосе частот (6-12) ГГц и имеющий суммарный коэффициент усиления 28 ДБ при прохождении сигнала в обоих направлениях. В варианте с использованием направленных ответвителей удалось построить двунаправленный СВЧ усилитель, работающий в полосе частот (0,45-2) ГГц и имеющий суммарный коэффициент усиления 15 ДБ при прохождении сигнала в обоих направлениях. Уместно отметить, что двунаправленные СВЧ усилители на циркуляторах, существенно превосходя по усилению двунаправленные СВЧ усилители на направленных ответвителях, уступают им в широкополосности.

1. Двунаправленный СВЧ усилитель, содержащий два встречно направленных усилителя, отличающийся тем, что первый вход устройства образован первым плечом первого дополнительно введенного циркулятора, второе, по направлению циркуляции, плечо которого соединено с входом первого усилителя, выход которого соединен с третьим плечом второго дополнительно введенного циркулятора, второй вход устройства образован первым плечом второго циркулятора, второе плечо которого соединено с входом второго усилителя, выход которого соединен с третьим плечом первого циркулятора, при этом суммарный коэффициент усиления усилителей не должен превышать суммарную развязку между вторыми и третьими плечами циркуляторов.

2. Двунаправленный СВЧ усилитель по п.1, отличающийся тем, что вместо циркуляторов используются дополнительно введенные направленные ответвители, при этом первый вход устройства образован входом прямого плеча первого ответвителя, выход прямого плеча первого ответвителя соединен с входом первого усилителя, выход первого усилителя соединен с входом ответвляющего плеча второго ответвителя, вход прямого плеча второго ответвителя образует второй вход устройства, а выход прямого плеча второго ответвителя соединен с входом второго усилителя, выход второго усилителя соединен с входом ответвляющего плеча первого направленного ответвителя, при этом суммарный коэффициент усиления усилителей не должен превышать суммарную развязку между прямыми и ответвляющими плечами направленных ответвителей.

Похожие патенты:

Контактный модулятор тока // 2490782

Дифференциальный усилитель с нулевым уровнем выходных статических напряжений // 2488954

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления широкополосных сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (видеоусилителей, операционных усилителей, непрерывных стабилизаторов напряжения, перемножителей сигналов и т.д.).

Избирательный усилитель // 2488953

Избирательный усилитель // 2488952

Изобретение относится к области радиотехники и связи. .

Избирательный усилитель с парафазным выходом // 2487466

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации. .

Усилитель мощности свч // 2487465

Способ линеаризации характеристик свч усилителя (варианты) // 2487464

Изобретение относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) электронике и может быть использовано для создания мощных усилителей СВЧ с высокой степенью линейности характеристик и соответственно низким уровнем нелинейных искажений усиливаемого сигнала.

Избирательный усилитель // 2485674

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации.

Избирательный усилитель // 2485673

Избирательный усилитель // 2481697

Широкополосный каскодный усилитель // 2513486

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных и избирательных усилителях ВЧ и СВЧ диапазонов). Технический результат заключается в повышении верхней граничной частоты fгр коэффициента усиления по напряжению каскадного усилителя (КУ), расширении диапазона рабочих частот КУ, уменьшении общего энергопотребления. Широкополосный каскодный усилитель содержит входной транзистор (1), исток которого соединен с первой (2) шиной источника питания, затвор - с источником входного напряжения (3), а сток - с истоком первого (4) выходного транзистора и инвертирующим входом вспомогательного усилителя напряжения (5), выход которого подключен к затвору первого (4) выходного транзистора, а неинвертирующий вход связан с источником опорного напряжения (6), цепь нагрузки (7), включенную между выходом устройства (8) и второй (9) шиной источника питания. Сток первого (4) выходного транзистора соединен с истоком дополнительного транзистора (10), сток которого подключен к выходу устройства (8), а затвор связан со входом дополнительного неинвертирующего усилителя тока (11), выход которого соединен с истоком первого (4) выходного транзистора или истоком дополнительного транзистора (10), причем между второй (9) шиной источника питания и входом дополнительного неинвертирующего усилителя тока (11) включен дополнительный токостабилизирующий двухполюсник (12). 10 ил.

Мутильдифференциальный операционный усилитель // 2513489

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления широкополосных сигналов, в структуре аналоговых интерфейсов, аналого-цифровых преобразователях, RC-фильтрах, инструментальных усилителях и т.п. Технический результат заключается в повышении коэффициента ослабления входных синфазных сигналов МОУ, а также расширении диапазона рабочих частот, снижении температурного дрейфа ЭДС смещения нуля, увеличении входных граничных напряжений. Мультидифференциальный операционный усилитель содержит входной дифференциальный преобразователь «напряжение-ток», противофазные токовые выходы, двухполюсники нагрузки, шины источников питания, токовые выходы устройства, входные транзисторы, эмиттер входного транзистора, источники питания, источники опорного тока, масштабирующие резисторы, источники опорного тока выполнены в виде управляемых источников опорного тока с соответствующими управляющими входами, которые подключены к выходу каскада выделения выходного синфазного напряжения входного дифференциального преобразователя «напряжение-ток», причем входы каскада выделения выходного синфазного напряжения входного дифференциального преобразователя «напряжение-ток» соединены с соответствующими противофазными токовыми выходами входного дифференциального преобразователя «напряжение-ток». 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Прецизионный усилитель аналоговых сигналов большой мощности с высоким кпд // 2514928

Прецизионный усилитель аналоговых сигналов большой мощности с высоким КПД относится к области радиотехники для использования в качестве прецизионного УНЧ, созданного на основе полупроводниковых приборов. Достигаемый технический результат - достижение прецизионности и малых значений коэффициента нелинейных искажений при высоких значениях КПД. Прецизионный усилитель аналоговых сигналов содержит буферный усилитель, мощный усилитель класса D с высоким КПД, линейный усилитель с малым коэффициентом нелинейных искажений, общий усилитель обратной связи, фильтр нижних частот, при этом входной аналоговый сигнал одновременно поступает на прецизионный линейный усилитель с малым коэффициентом нелинейных искажений и мощный усилитель класса D с высоким КПД, выходные сигналы складываются на сумматоре, оба канала охвачены общей обратной связью. 1 ил.

Широкополосный усилитель на основе каскада с общей базой (или с общим эмиттером) // 2515538

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения, например в высокочастотных усилителях, компараторах, преобразователях сигналов и т.п. Технический результат заключается в повышении верхней граничной частоты широкополосного усилителя (ШУ) без ухудшения коэффициента усиления по напряжению в рабочем диапазоне частот. ШУ на основе каскада с общей базой (или общим эмиттером) содержит входной каскад (1), управляющий вход которого (2) связан с источником сигнала (3), двухполюсник коллекторной нагрузки (4), включенный между шиной источника питания (5) и коллекторным выходом (6) входного каскада (1), паразитный конденсатор (7), включенный между коллекторным выходом (6) входного каскада (1) и общей шиной (8) источника питания. В схему введен неинвертирующий буферный усилитель (9), вход которого соединен с коллекторным выходом (6) входного каскада (1), а выход (10) является выходом устройства, и дополнительный транзистор (11), база которого соединена с источником вспомогательного напряжения (12), коллектор подключен ко входу неинвертирующего буферного усилителя (9), эмиттер через токостабилизирующий двухполюсник (13) соединен с общей шиной источников питания (8), причем выход устройства (8) связан с эмиттером дополнительного транзистора (11) через дополнительный конденсатор (14). 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Избирательный усилитель с расширенным частотным диапазоном // 2517681

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в расширении частотного диапазона ИУ за счет ослабления влияния частоты единичного усиления f1 основного ОУ на частоту квазирезонанса f0. Устройство содержит основной операционный усилитель, между выходом и инвертирующим входом которого включен первый частотозависимый резистор, первый и второй частотозадающие конденсаторы, включенные последовательно между выходом основного операционного усилителя и его инвертирующим входом, второй частотозадающий резистор, первый вывод которого соединен с общим узлом последовательно включенных частотозадающих конденсаторов, источник входного напряжения, первую и вторую шины источников питания, второй частотозадающий резистор включен между общим узлом первого и второго частотозадающих конденсаторов и первой шиной источника питания, источник входного напряжения соединен с инвертирующим входом дополнительного преобразователя «напряжение-ток», неинвертирующий вход которого связан с инвертирующим входом основного операционного усилителя, общая эмиттерная цепь дополнительного преобразователя «напряжение-ток» подключена ко второй шине источника питания, а токовый выход дополнительного преобразователя «напряжение-ток» соединен с общим узлом частотозадающих конденсаторов. 15 ил.

Управляемый усилитель и смеситель аналоговых сигналов на базе дифференциального каскада дарлингтона // 2519348

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в радиоприемных устройствах, фазовых детекторах и модуляторах, а также в системах умножения частоты или в качестве усилителя, коэффициент передачи по напряжению которого с входов канала «X» зависит от уровня сигнала управления канала «Y». Технический результат заключается в улучшении подавления основной гармоники за счет смесителей аналоговых сигналов. Технический результат достигается за счет управляемого усилителя и смесителя аналоговых сигналов на базе дифференциального каскада Дарлингтона, который содержит первый (1) и второй (2) источники противофазных входных напряжений, базы первого (3) и второго (4) входных транзисторов, эмиттер первого (3) входного транзистора, первый (5) токостабилизирующий двухполюсник, первый (6) источник питания, эмиттер второго (4) входного транзистора, второй (7) токостабилизирующий двухполюсник, первый (6) источник питания, третий (8) входной транзистор, эмиттер четвертого (9) входного транзистора, третий (10) токостабилизирующий двухполюсник, дифференциальную цепь нагрузки (11), второй (12) источник питания, первый (13) и второй (14) выходы устройства. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики // 2519429

Изобретение относится к области измерительной техники, радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации. Технический результат заключается в увеличении затухания выходного сигнала в диапазоне низких частот при повышенной и достаточно стабильной добротности Q амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ИУ и большом коэффициенте усиления по напряжению (K0) на частоте квазирезонанса f0. Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики содержит источник сигнала, входной дифференциальный каскад, корректирующие конденсаторы, шины источника питания, токовые выходы входного дифференциального каскада, токостабилизирующие двухполюсники, токовое зеркало, эмиттер. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Комплементарный дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы // 2519544

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов с широким динамическим диапазоном. Техническим результатом является расширение диапазона активной работы входного каскада операционного усилителя для дифференциального сигнала, а также получение граничных напряжений его проходной характеристики iвых=f(uвх) на уровне Uгр=0.4÷0,8 В. Комлементарный дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы содержит первый (1) и второй (2) входные транзисторы, входы (3), (4) устройства, первый (5) и второй (6) выходные транзисторы, источник опорного тока (7), первый (8) и второй (9) токоограничивающие резисторы, первый (10) и второй (11) последовательно соединенные вспомогательные резисторы, вспомогательный прямосмещенный p-n переход (12), общий узел (13), первую группу противофазных токовых выходов (14, 15), вторую группу противофазных токовых выходов (16, 17), эмиттерный p-n переход дополнительного транзистора (18), шину (19) источника питания. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

Выходной каскад усилителя мощности на основе комплементарных транзисторов // 2523947

Изобретение относится к области радиотехники и связи, а именно к устройствам усиления мощности. Технический результат: повышение на несколько порядков входного сопротивления ВК и его коэффициента усиления по току при достаточно высоком уровне стабильности сквозного тока выходных транзисторов. Устройство содержит: первый (1) и второй (2) выходные транзисторы разного типа проводимости, эмиттеры которых связаны с выходом устройства (3), первую (4) шину питания, связанную с коллектором первого (1) выходного транзистора, вторую (5) шину источника питания, соединенную с коллектором второго (2) выходного транзистора, вход устройства (4) соединен с затворами первого (6) и второго (7) входных транзисторов с управляющим р-n-переходом, стоки которых подключены ко второй (5) шине источника питания, база первого (1) выходного транзистора соединена с истоком первого (6) входного транзистора и стоком первого (8) вспомогательного транзистора, затвор которого подключен к первой (4) шине источника питания, а исток связан с первой (4) шиной источника питания, база второго (2) выходного транзистора соединена с истоком второго (7) входного транзистора и стоком второго (9) дополнительного транзистора, затвор которого соединен с первой (4) шиной источника питания, а исток соединен с первой (4) шиной источника питания через первую (10) цепь последовательно-параллельно соединенных р-n-переходов. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Измерительный усилитель с резонансной амплитудно-частотной характеристикой // 2523953

Изобретение относится к области измерительной техники, радиотехники и связи. Техническим результатом является - увеличение затухания выходного сигнала в диапазоне низких частот при повышенной и достаточно стабильной добротности Q амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ИУ и большом коэффициенте усиления по напряжению (K0) на частоте квазирезонанса f0. Измерительный усилитель с резонансной амплитудно-частотной характеристикой содержит: источник входного сигнала (1), базу первого (2) входного транзистора, второй (3) входной транзистор, выход (4) устройства, первый (5) токостабилизирующий двухполюсник, первую (6) шину источника питания, токовое зеркало (7), вторую (8) шину источника питания, выход (9), второй (10) токостабилизирующий двухполюсник, первый (11) корректирующий конденсатор, общую шину источников питания (12), второй (13) корректирующий конденсатор, вход (14), дополнительный резистор (15). 6 ил.