Что такое сумматор мощности

Сумматор мощности в системе волноводного тракта

Что такое сумматор мощности

Сумматор мощности (комбайнер) — устройство, которое объединяет поступающие с нескольких входов (входных плеч) потоки мощности сигнала на одном выходе (выходном плече).

Такой прибор может быть объединен с делителем мощности или работать автономно.

Виды сумматоров мощности

Синфазные сумматоры

Сумматоры мощности на согласующих отрезках

Сумматоры мощности на резисторах

Линия в цепях высокой частоты имеет волновое сопротивление. Соединение нескольких линий представляет собой коммутацию резисторов, имеющих равные импедансу сопротивления.

Подобные приборы широкополосны, компактны, однако обладают высоким уровнем вносимого затухания, достигающим 6 дБ.

Классификации сумматоров мощности

По виду ЛП

● Коаксиальные — взаимодействуют с метровым, дециметровым диапазонами, применяются в антенно-фидерных каналах радиотехнических систем радиолокации, связи, навигации;

● Волноводные — состоят из трех плеч — отрезков волноводов идентичного поперечного сечения, функционируют в сантиметровом, миллиметровом диапазонах. Используются в антенно-волноводных трактах станций радиолокации;

● Полосковые — основу действия составляет наличие дополнительных проводящих полосок, расположенных около резистора сумматора, которые образуют добавочную емкость между линиями у выхода, что обеспечивает координацию работы выходной линии передачи и резистора при высокочастотном взаимодействии. Полосковые сумматоры практически не производятся как отдельные, входят в состав более сложных устройств, предназначены для сложения сигналов сантиметрового диапазона.

Источник

Всем доброго времени суток!

Делитель мощности Уилкинсона представляет собой надежный делитель мощности, у

которого все порты согласованы и он обеспечивает хорошую изоляцию между выходными портами. Делитель мощности может работать и в обратную сторону, и тогда такое устройство называют сумматором, который объединяет сигналы, поступающие на два входа и складывает их мощности.

1603965395188682907

Существуют и другие типы делителей мощности, например, Т-образный делитель мощности (простая схема с тремя портами), резистивный делитель. но он не может быть идеально согласован на всех портах и имеет низкую изоляцию между ними.

1603965321171575623

160874291226261728

Лига Радиолюбителей

659 постов 6.7K подписчиков

Правила сообщества

Соблюдайте правила Пикабу. Посты выкладывать лишь касаемо нашей тематики. Приветствуется грамотное изложение. Старайтесь не использовать мат.

Постарайтесь не быть снобами в отношении новичков. Все мы когда-то ничего не знали и ничего не умели.

m3694384 1845766457

160874291226261728

Радиолюбительское. Установка мачты и антенн (просто фото)

1637519573125010615

1637520060159270218

1637519600130546794

1637519627134274052

1637519648151551995

163751967718859754

1637519698163996523

1637519708129241560

1637519714188687788

1637519724155385937

1637519740115416688

1637520049115041312

1637520237156153106

Простая доработка тв-антенны

Всём привет!
Сегодня столкнулся с проблемой плохого приёма сигнала цифрового ТВ с уличной активной антенны. А также с копеечным решением проблемы.
Итак, у клиента дешёвая активная уличная антенна. С момента установки постоянные проблемы с пропаданием сигнала. До вышки по прямой около 15-20км.
Мультиметром проверил питание, целостность кабеля. Всё норм. Сигнал на ТВ стоит в районе 28-31%. Картинка то и дело пропадает, появляется надпись «нет сигнала». В плохую погоду вообще не показывает.
Антенна закреплена на крыше, на плате усилителя никаких следов коррозии не наблюдается.
Почесав репу и повертев антенну, решил из остатка кабеля замудрить какое-то подобие дополнительного элемента приёма. Свернул колечко, зачистил концы и закрепил обоими концами к корпусу антенны. Как-то так:

1635859029168927361

1635859024135750794

Как это не удивительно, но сигнал поднялся до 100%. Сигнал устойчивый, никаких скачков. Во время дождя не просел.
В общем, не знаю, откуда такая мысль появилась, но мысль удачная.
Может, кому пригодится. Это гораздо дешевле новой антенны.

m2412619 1899412881

160874291226261728

Нужна помощь радиолюбителей

Возвели на днях на соседнем доме. Явно не тв, не мобильная станция. Есть специалисты, что это? Специально сфоткал подальше, антенны огромные.

PS я не любитель конспирологии, просто интересно) Рабочие послали нафиг с моими вопросам.

1623689760176649419

m3433946 804380741

Приёмная КВ антенна размером с ладошку

Вопреки названию, Короткие волны являются очень большими по размеру и для того что бы услышать на этих частотах хоть что-то антенна должна быть соответствующая.
Тут я расскажу об очень компактной антенне для КВ
Читатель, этот пост в первую очередь адрессован самым новичкам в среде радиоприёма по сему я не буду употреблять сложную терминологию, а расскажу простым языком о том как сделать антенну.

Начнём с самого сложного.
Наша задача это из витой пары добыть 2 проводка длиной по 10 м каждый. Для этого нужно снять серую изоляцию и распустить провода на пары, а дальше нас ждет самое сладкое)
эту самую пару из двух скрученных проводов надо распустить на 2 длинных провода.
На каждом конце каждого проводе нужно снять не много изоляции, нам это позже пригодиться

161227472116443214

Далее берём коаксиальный кабель отрезаем где-то 5-10 см.
Далее оголяем оплетку и не много центральной жилы, для этого нужно снять с кабеля изоляцию, после натягиваем/накручиваем F connector.
Оплетку скручивем и загибаем назад что бы быть на 100% уверенным в контакте оплетки и f connector’а
ниже фото коннектера и как должно получиться

1612275050235914204

1612275801176620585

После этого, берём кабель с другой стороны, снимаем изоляцию и скручиваем оплетку в проводок.
Центральную жилу оголяем и отгибая в противоположную сторону от оплетки.

Теперь берём и подключаем наши два провода из витой пары.
один к центральной жиле, другой к оплетке.
Я для надёжности укрепил место соединения горячим клеем.

1612276851150873543

Далее нужно накрутить переходник и вставить ее в приёмник

1612284295151620855

На видео антенна не много другой конструкции, но сделанная мной по той же схеме, той же длинны и тд. Основное отличие, это то что я поместил места соединения в корпус из упаковки от морепродуктов)

Спасибо за внимание, удачи всем в изучении радио эфира!
Не болейте)
73!

m180236 57272689

160874291226261728

Принимаем сверхдлинные волны на телефон дендрофекальным методом

Привет. Не так давно я создавал на пикабу пост, где просил совета по схеме усилителя для СДВ. Если кому интересно, вот этот. Ну, как обычно, я получил кучу разнообразных рекомендаций начиная от «у тебя ниче не выйдет, займись чем-нибудь другим» и заканчивая советами купить sdr-свисток и не городить огород. То-есть собственно по теме ничего толком и не посоветовали.

Ну и ладно, я в общем-то, был бы удивлен, если бы по заданному вопросу кто-то конкретно ответил, так что решил все делать сам.

Перво-наперво, руководствуясь своими скудными познаниями, и расширяя их по ходу, если это можно так назвать, проектирования, я накропал схему на операционном усилителе, вот такую:

160444970915737221

Схема полностью соответствует самым строгим требованиям паттерна проектирования под названием «Я его слепила из того, что было». Ни одной детали для этого устройства я не купил, все было выпаяно из каких-то старых принтеров, магнитол, блоков питания и прочего, что валялось в углу комнаты. Этим объясняется выбор операционного усилителя, который я изначально хотел все-таки купить какой-нибудь более подходящий, но в итоге прилепил, то, что нашел, так как, если честно, я не сильно верил, что этот франкенштейн будет работать. Номиналы (и большинство, так сказать, схемотехнических решений) подбирались по принципу «в LTSpice вроде бы работает».

Теперь самое время рассказать, что же тут такое, по моему мнению, по крайней мере, происходит.

Перво-наперво я попытался определить характеристики микрофонного входа мобилы, и путем замеров мультиметром выяснил, что на сигнальном входе без нагрузки мобила держит 2.5 В, а если нагрузить его резистором, то напряжение просаживается примерно как если бы там был 2.3 кОм резистор (R4). Так же там должен быть еще конденсатор, но поскольку я совершенно не представляю себе, как измерить его параметры, я решил просто забить на его существование. Я не стал заморачиваться и фильтром нижних частот на выходе, так как решил, что он все равно имеется в схеме самой мобилы.

Вот и весь девайс. Кстати, в используемой микросхеме 2 ОУ, и я решил не использовать второй, и, не зная, что с ним делать, я решил просто закоротить все его 3 вывода, надеясь, что это снизит помехи.

Ну а теперь время фоточек.

Вот это антенна. На фоне всего остального она даже неплохо выглядит. Я даже полирнул деревяшки шкурочкой, чтобы занозы не сажать.

1604064771199638638

1604452051126180611

1604452052118586314

1604452053110682711

А вот вам пример спектров, который можно увидеть с этой приблудой:

1604453153121296917

1604453155199262742

А еще меня есть несколько записей сигналов, и я могу рассказать о том, что же тут за сигналы, но я думаю, что это можно оставить на потом, если кому-то это будет интересно. Собственно, если этот пост хотя бы несколько десятков плюсов наберет, то я тогда сделаю пост об этом.

Источник

Делители мощности и направленные ответвители

440px Microlab 10dB dir coupler

440px RF Power Divider

Направленные ответвители и делители мощности находят множество применений. К ним относятся предоставление выборки сигнала для измерения или мониторинга, обратная связь, объединение сигналов на антенны и от антенн, формирование антенного луча, обеспечение ответвлений для кабельных распределенных систем, таких как кабельное телевидение, и разделение переданных и принятых сигналов по телефонным линиям.

220px Directional coupler symbols.svg

220px Power divider symbol.svg

в этой статье имеют значение «параметр P на порту a из-за входа на порт b ».

Коэффициент связи

Потеря

220px Coupling loss graph.svg

Частично эти потери связаны с некоторой мощностью, поступающей на связанный порт, и называются потерями связи и определяются по формуле:

Вносимые потери из-за муфты

Связь Вносимая потеря
дБ дБ
3 3,00
6 1,25
10 0,458
20 0,0436
30 0,00435

Изоляция

Изоляцию направленного ответвителя можно определить как разницу уровней сигнала в дБ между входным портом и изолированным портом, когда два других порта терминируются согласованными нагрузками, или:

Изоляция также может быть определена между двумя выходными портами. В этом случае один из выходных портов используется как вход; другой считается выходным портом, в то время как два других порта (входной и изолированный) закрываются согласованными нагрузками.

Направленность

Направленность напрямую связана с изоляцией. Это определяется как:

Направленность должна быть максимально высокой. На проектной частоте направленность очень высока и является более чувствительной функцией частоты, поскольку зависит от подавления двух волновых составляющих. Наилучшую направленность будут иметь волноводные направленные ответвители. Направленность не поддается непосредственному измерению и рассчитывается путем сложения измерений изоляции и (отрицательной) связи как: [8]

Обратите внимание, что если используется положительное определение сцепления, формула дает:

S-параметры

S-матрица для идеальной (бесконечной изоляции и идеально подходят) симметричны направленный ответвитель задается,

Для пассивного направленного ответвителя без потерь мы должны дополнительно иметь:

τ τ ¯ + κ κ ¯ знак равно 1 <\ displaystyle \ tau <\ overline <\ tau>> + \ kappa <\ overline <\ kappa>> = 1> svg

поскольку мощность, поступающая на входной порт, должна полностью уходить через один из двух других портов. [9]

C ( d B ) знак равно 20 бревно ⁡ | κ | <\ Displaystyle С (\ mathrm <дБ>) = 20 \ журнал | \ каппа | \> svg

Некоторые авторы определяют номера портов, поменяв местами порты 3 и 4. Это приводит к матрице рассеяния, которая больше не состоит из нулей на антидиагонали. [10]

Амплитудный баланс

Фазовый баланс

Разность фаз между двумя выходными портами гибридного ответвителя должна составлять 0 °, 90 ° или 180 ° в зависимости от используемого типа. Однако, как и баланс амплитуд, разность фаз чувствительна к входной частоте и обычно изменяется на несколько градусов. [12]

Направленные ответвители

Спаренные линии передачи

220px Coupled line directional coupler.svg

140px Short line coupler unequal impedance.svg

220px Short line directional coupler equivalent circuit.svg

Точность коэффициента связи зависит от допусков на размер расстояния между двумя соединенными линиями. Для технологий планарной печати это сводится к разрешающей способности процесса печати, которая определяет минимальную ширину дорожки, которая может быть произведена, а также устанавливает ограничение на то, насколько близко линии могут быть расположены друг к другу. Это становится проблемой, когда требуется очень плотная связь, а ответвители на 3 дБ часто используют другую конструкцию. Тем не менее, плотно связанные линии могут быть изготовлены в воздушно-полосовой линии, что также позволяет производить их по печатной планарной технологии. В этом дизайне две линии напечатаны на противоположных сторонах диэлектрика, а не рядом. Соединение двух линий по их ширине намного больше, чем соединение, когда они расположены друг к другу ребром. [15]

450px Stripline 5 section coupler.svg

Источник

Лекция 18. Суммирование мощностей сигналов свч генераторов

1510638768195ubo

Лекция 18. СУММИРОВАНИЕ МОЩНОСТЕЙ СИГНАЛОВ СВЧ ГЕНЕРАТОРОВ

18.1. Способы суммирования мощностей сигналов

18.2. Суммирование мощностей сигналов с помощью многополюсной схемы

18.3. Суммирование мощностей сигналов с помощью ФАР

18.4. Контрольные вопросы

18.1. Способы суммирования мощностей сигналов

Итак, в связи с практически повсеместным переходом от ламповых к полупроводниковым радиопередатчикам проблема суммирования мощностей сигналов генераторов приобрела важное значение.

Три основных способа суммирования мощностей сигналов однотипных генераторов:

– с помощью многополюсных схем-сумматоров;

– со сложением сигналов в пространстве с помощью фазированной антенной решетки;

– в общем резонаторе.

При первом способе к специальному многополюсному устройству подключается большое число однотипных генераторов, мощность сигналов которых поступает в общий выходной канал, связанный с нагрузкой (рис. 18.1, а).

При втором способе сложение мощностей сигналов происходит в пространстве с помощью фазированной антенной решетки (ФАР), состоящей из большого числа определенным образом ориентированных излучателей, каждый из которых возбуждается от самостоятельного генератора (рис. 14.1, б). Все сигналы, подводимые к излучателям, идентичны, за исключением значений начальных фаз, связанных между собой определенным законом. При этом возникает задача по стабилизации и управлению фронтом фаз сигналов одинаковой структуры.

При третьем способе сигналы генераторов подводятся к общей колебательной системе (в СВЧ диапазоне это объемный резонатор), в котором и происходит их сложение (рис. 18.1, в).

image001 346

Поскольку проблема суммирования мощностей сигналов особенно актуальна в СВЧ диапазоне, то применительно к нему и рассмотрим данную проблему.

18.2. Суммирование мощностей сигналов с помощью многополюсной схемы

Многополюсный сумматор должен иметь N входов (обозначим их номера с 1 по п) для подключения N однотипных генераторов, один общий выход для подключения нагрузки (обозначим его как 0) и К входов для подключения балластных нагрузок. Рассмотрим эти нагрузки как составную, обязательную часть сумматора и поэтому определим последний как многополюсник с (n+1) входами (рис. 18.2). Будем считать, что ко всем входам присоединяются фидерные линии с одним и тем же волновым сопротивлением, равным стандартному значению r0=50 Ом.

Сумматор сигналов должен отвечать следующим требованиям:

– мощность сигнала в нагрузке, за вычетом небольших потерь, должна быть равна сумме номинальных мощностей отдельных генераторов, определяемых согласно (5.11);

image002 189– все входы сумматора должны быть развязаны между собой или взаимно независимы;

– мощности отраженных сигналов по всем входам должны быть равны нулю;

– перечисленные свойства должны сохраняться в требуемой полосе частот.

Рис. 18.2. Сумматор как многополюсник с (n+1) входами.

Второе требование означает, что сигнал от каждого генератора не должен поступать в каналы, к которым подключены другие источники, и, следовательно, влиять на их работу. Изменения в режиме работы любого генератора, включая режимы холостого хода и короткого замыкания, не должны влиять на работу и мощность всех других генераторов. Мощность последних должна по-прежнему оставаться равной номинальному значению и поступать из сумматора в полезную или балластную нагрузки.

image003 137Перечисленным требованиям отвечают сумматоры:

– составленные из К ступеней мостовых квадратурных устройств;

– составленные из К ступеней устройств синфазного типа;

Рис. 18.3. Фазовращатели дискретного типа.

Сумматор 2-го вида строится на основе устройств синфазного типа, в частности шестиполюсника, топология которого приведена на рис. 18.4. Шестиполюсник состоит из двух отрезков линий длиной по 0,25lд и балластного сопротивления величиной 2r. Значения волновых сопротивлений линий показаны на рис. 18.4.

image004 111Рис. 18.4. Топология сумматора на основе устройств синфазного типа.

Структурная схема сумматора 2-го вида на основе шестиполюсников по сложению мощностей четырех генераторов приведена на рис. 18.5. Здесь ко всем входам сумматора сигналы подводятся с одинаковыми фазами.

image005 87

Рис. 18.5. Схема сумматора 2-го вида на основе шестиполюсников.

image006 85Структурная схема сумматора 3-го вида, построенного по схеме «звезда», по сложению мощностей четырех генераторов приведена на рис. 18.6. Здесь ко всем входам сумматора сигналы, как и в предыдущем случае, подводятся с равными фазами.

Рис. 18.6. Схема сумматора 3-го вида, построенного по схеме «звезда».

При волновом сопротивлении внешних линий передачи r и сопротивлении нагрузки Rн=r следует иметь: сопротивление балластной нагрузки Rбал=r, волновое сопротивление отрезков линий сумматора длиной по 0,25lд image007 129.

18.3. Суммирование мощностей сигналов с помощью ФАР

В зависимости от расположения излучателей ФАР подразделяют на линейные, плоские и цилиндрические. Рассмотрим линейную ФАР, у которой излучатели располагаются вдоль прямой линии (рис. 18.7, а).

Ко всем излучателям подводятся сигналы одинаковой структуры, равной амплитуды, но с разными начальными фазами. Пусть разность начальных фаз сигналов между двумя соседними излучателями есть Dj (дискрет фазы). При этом к i-му излучателю подводится сигнал, сдвинутый по фазе относительно 1-го на ji=iDj (рис. 18.7, б).

В результате от этих излучателей возникает разность хода лучей:

image008 118, (18.1)

image009 52Рис. 18.7.

Угол q0 определяется из условия компенсации разности хода лучей за счет разности фаз сигналов, подводимых к излучателям. С учетом (18.1) запишем:

image010 96или image011 84

Из последнего равенства для угла главного лепестка диаграммы направленности получим:

image012 83. (18.2)

Согласно (18.2), управляя значением дискрета фазы Dj, можно изменять направление главного лепестка диаграммы направленности q0, т. е. производить электронное сканирование лучом антенны. Диаграмма направленности ФАР при N излучателях определяется выражением:

image013 76,

где image014 76.

Диаграмма, построенная при N=16 и q0=0, показана на рис. 18.8.

image015 24

Рис. 18.8. Диаграмма направленности ФАР.

Укрупненная структурная схема радиопередающего устройства с ФАР приведена на рис. 18.9.

image016 22Рис. 18.9. Структурная схема радиопередающего устройства с ФАР.

image017 24

Рис. 18.10. Устройство фазовращателя

С помощью электронного переключателя на основе pin диода меняется длина линии, подключенной к циркулятору, что изменяет фазу сигнала на величину:

Путем перестройки фазовращателей, включенных в каждый из СВЧ трактов, питающих излучатели, осуществляется управление фронтом фаз сигналов вдоль решетки, следствием чего является электронное сканирование лучом антенны. Управление фазирующим устройством производится по программе с помощью специализированного компьютера.

Блок усилителей включает СВЧ генераторы. Каждый из N излучателей антенной решетки питается от своего СВЧ усилителя.

К достоинствам ФАР следует отнести: возможность электронного сканирования лучом антенны с высоким быстродействием путем переключения фазовращателей; сложение в пространстве мощностей большого числа СВЧ генераторов, питающих отдельные излучатели; возможность автоматизации процесса управления лучом антенны с помощью компьютера; высокую надежность при выходе из строя отдельных генераторов; слабую связь между отдельными излучателями, что позволяет обеспечить хорошую развязку (30 дБ и выше) между питающими их генераторами.

При плоской ФАР без снижения ее параметров общий сектор обзора составляет ±60°. Для управления лучом в двух ортогональных направлениях применяют двумерную плоскую ФАР. При необходимости расширения сектора обзора до 360° используют цилиндрическую ФАР, в которой производится поочередное подключение групп излучателей.

Контрольные вопросы

1. Перечислите способы суммирования мощностей однотипных генераторов.

2. Каким требованиям должен отвечать сумматор мощностей сигналов?

3. Нарисуйте схему по суммированию мощностей четырех генераторов с помощью мостовых устройств.

4. Нарисуйте схему сумматора типа «звезда».

5. Что представляет собой фазированная антенная решетка (ФАР)? Почему с ее помощью можно суммировать в пространстве мощности генераторов?

6. Как производится сканирование лучом диаграммы направленности ФАР?

7. Нарисуйте схему дискретного фазовращателя.

Источник

Мир познаний
Добавить комментарий

Adblock
detector