RU2072594C1 - High-frequency balancer - Google Patents
High-frequency balancer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2072594C1 RU2072594C1 RU93012935A RU93012935A RU2072594C1 RU 2072594 C1 RU2072594 C1 RU 2072594C1 RU 93012935 A RU93012935 A RU 93012935A RU 93012935 A RU93012935 A RU 93012935A RU 2072594 C1 RU2072594 C1 RU 2072594C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductor
- conductors
- beginning
- common bus
- inductive element
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехническим устройствам, работающим в диапазонах коротких и ультракоротких волн, и обеспечивает переход от несимметричного относительно общей шины ("земли") входа, например, от коаксиального кабеля, к симметричной (балансной) нагрузке, например, к антенне. The invention relates to radio devices operating in the ranges of short and ultrashort waves, and provides a transition from an input asymmetrical with respect to a common bus (ground), for example, from a coaxial cable, to a symmetrical (balanced) load, for example, to an antenna.
Устройство по изобретению может также использоваться в усилителях мощности для перехода от однотактного каскада усиления к двухтактному, а также в других подобных случаях. The device according to the invention can also be used in power amplifiers to switch from a single-cycle amplification stage to a push-pull stage, as well as in other similar cases.
Описан широкий класс высокочастотных симметрирующих устройств, имеющих радиообразное конструктивное исполнение. Известно высокочастотное симметрирующее устройство [1] (фиг. 1а), принимаемое за прототип. Оно реализовано совокупностью следующих существенных признаков. A wide class of high-frequency balancing devices having a radio-like design is described. Known high-frequency balancing device [1] (Fig. 1A), taken as a prototype. It is implemented by a combination of the following essential features.
Устройство содержит три проводника 1, 2, 3, при этом проводники 1 и 2 являются, соответственно, внутренним и внешним в коаксиальной линии 4, а проводник 3, идентичный по выполнению проводнику 2, и служит балансирующим. Начало внутреннего проводника 1 образует относительно общей шины 5 несимметричный вход 6 устройства. Конец внутреннего проводника 1 соединен с концом проводника 3 и образует одно плечо 7 симметрично относительно общей шины 5 выхода. Начало проводника 3 соединено с началом внешнего проводника 2 и с общей шиной 5. Конец внешнего проводника 2 представляет собой второе плечо 8 симметричного выхода. The device contains three
Из фиг. 1а очевидно, что проводники 2 и 3 образуют симметричную конструкцию относительно плоскости симметрии 9. Схема известного симметрирующего устройства [1] может быть усложнена за счет выполнения (фиг. 1б) проводника 3 в виде внешнего проводника второй коаксиальной линии 10, внутренний проводник которой 11 со стороны симметричного выхода устройства соединен с концом внутреннего проводника 1 коаксиальной линии 4. From FIG. 1a, it is obvious that the
Во многих практических случаях для исключения влияния внешнего электромагнитного поля, создаваемого симметрирующим устройством, известная схема [1] изготавливается (фиг. 2а, б) с экранирующим корпусом 12, относительно которого проводники 2 и 3 располагаются симметрично, т. е. сохраняется плоскость симметрии 9. В этом случае просто рассчитывается шунтирующий эффект на симметричном выходе, в частности шунтирующая индуктивность, ограничивающая ширину рабочего диапазона частот симметрирующего устройства [2] Очевидно, что чем шире рабочий диапазон частот, тем больше должна быть шунтирующая индуктивность, т. е. большее расстояние между проводниками 2 и 3, а также больший габарит экранирующего корпуса 12. В целом с расширением рабочего диапазона частот увеличиваются габариты и стоимость устройства. In many practical cases, in order to exclude the influence of an external electromagnetic field created by a balancing device, the known circuit [1] is manufactured (Fig. 2a, b) with a
Если высокочастотное симметрирующее устройство должно выполнять еще и функцию типовой повышающей трансформации сопротивлений, например, при переходе от стандартного кабеля с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом к симметричному антенному фидеру с волновым сопротивлением 150-300 Ом, то указанный недостаток проявляется еще в большей степени. Это следует из общего принципа построения известного симметрирующего устройства [1] так как симметрирование напряжения в нем происходит на выходе, т. е. на стороне большего уровня сопротивления. Следовательно, требуется большее значение шунтирующей индуктивности, а в противном случае сокращается ширина рабочего диапазона частот. If a high-frequency balancing device must also perform the function of a typical up-transform of resistances, for example, when switching from a standard cable with a wave impedance of 50 or 75 Ohms to a balanced antenna feeder with a wave impedance of 150-300 Ohms, then this drawback is manifested even more. This follows from the general principle of constructing a well-known balancing device [1] since voltage balancing in it occurs at the output, that is, on the side of a higher resistance level. Therefore, a larger value of the shunt inductance is required, otherwise the width of the working frequency range is reduced.
Задача изобретения создание высокочастотного симметрирующего устройства, габариты которого в меньшей степени зависят от задаваемой ширины рабочей полосы частот и от повышающей трансформации сопротивления. При задаваемых ширине рабочей полосы частот и коэффициенте повышающей трансформации сопротивлений габариты устройства по изобретению будут существенно меньшими, чем у известного с теми же частотными характеристиками. Соответственно, при одинаковых габаритах ширина рабочего диапазона частот для устройства по изобретению будет большей. The objective of the invention is the creation of a high-frequency balancing device, the dimensions of which are less dependent on the specified width of the working frequency band and on the increasing transformation of the resistance. Given the width of the working frequency band and the coefficient of increasing transformation of the resistances, the dimensions of the device according to the invention will be significantly smaller than that of a known one with the same frequency characteristics. Accordingly, with the same dimensions, the width of the working frequency range for the device according to the invention will be greater.
Задача решается высокочастотным симметрирующим устройством (фиг. 3), характеризуемым следующей совокупностью существенных признаков. Устройство содержит три проводника 1, 2, 3, начало первого из которых образует несимметричный относительно общей шины 4 вход устройства (зажим 6). Начало второго проводника соединено с общей шиной 4. Концы проводников 1 и 2 образуют симметричный выход устройства (зажимы 7 и 8). The problem is solved by a high-frequency balancing device (Fig. 3), characterized by the following set of essential features. The device contains three
Отличительными признаками изобретения является: а) проводники 1 и 2 идентичны по выполнению и расположены симметрично относительно оси проводника 3, который экранирует проводники 1 и 2 от общей шины 5; б) конец проводника 3 соединен с общей шиной 5; в) между началами первого и третьего проводников включен введенный индуктивный элемент 13. Distinctive features of the invention are: a) the
Анализ известного уровня науки и техники показал отсутствие информации о высокочастотном симметрирующем устройстве, характеризуемом совокупностью перечисленных существенных признаков. An analysis of the known level of science and technology showed a lack of information about a high-frequency balancing device, characterized by a combination of the listed essential features.
Нет информации, раскрывающей отдельные существенные признаки заявленного устройства. Проведенный анализ показал, что заявленное решение характеризуется требованиям "новизна" и "изобретательский уровень", поскольку достигнут результат, удовлетворяющий давно существующую потребность, получить который до сих пор не удавалось. There is no information disclosing certain essential features of the claimed device. The analysis showed that the claimed solution is characterized by the requirements of "novelty" and "inventive step", since a result has been achieved that satisfies a long-standing need, which has not yet been obtained.
Устройство (фиг. 3) работает следующим образом. Входной сигнал на несимметричном, относительно общей шины 5 входе 6 делится между двумя идентичными линиями. Первая из этих линий образована проводниками 1 и 3, а вторая проводниками 2 и 3. Эти линии соединены между собой последовательно. При этом (фиг. 3) на входе упомянутых линий, т.е. в месте распределения колебаний между ними, вход линии, образованной проводниками 2 и 3, шунтирован индуктивным элементом. Этот элемент образован контуром протекания тока по наружной стороне проводника 3 от его начала, т.е. со стороны несимметричного входа 6, к его концу, где он соединен с общей шиной 5. Чтобы напряжение на несимметричном входе 6 делилось поровну между двумя идентичными линиями, образованными проводниками 1-3 и 2-3, необходимо ко входу линии из проводников 1 и 3 подключить такой же по номиналу индуктивный элемент (13), что и уже имеющийся на входе линии, образованной проводниками 2 и 3. The device (Fig. 3) works as follows. The input signal on the single-ended, relative to the
При этом только в случае, когда проводники 1 и 2 идентичные и симметричные относительно проводника 3, экранирующего их от общей шины 5, напряжения относительно нее на выходных плечах 7 и 8 будут равноамплитудными и противофазными. Moreover, only in the case when the
Предлагаемое устройство может быть реализовано в различных модификациях. На фиг. 4 представлен вариант выполнения устройства, в котором проводник 3 образован соединенными по всей длине внешними проводниками коаксиальных линий, внутренние проводники которых являются первыми и вторыми проводниками устройства. The proposed device can be implemented in various versions. In FIG. 4 shows an embodiment of the device, in which the
На фиг. 5 представлен вариант выполнения устройства 6 в котором балансирующий индуктивный элемент 13 образован короткозамкнутой на конце коаксиальной линией, наружный проводник которой является первым проводником устройства, а начало внутреннего проводника подключено к началу третьего проводника. In FIG. 5 shows an embodiment of a
Помимо рассмотренных вариантов выполнения устройств по предлагаемому изобретению могут быть и другие, в частности включающие разомкнутую на конце корректирующую линию 10 (фиг. 1б). При всех реализациях остается сущность изобретения, дающая желаемый эффект. Этот эффект обусловлен в частности тем, что введенный индуктивный элемент 13 в различных вариантах устройства по изобретению находится со стороны несимметричного входа, а для прототипа на симметричном выходе. Поэтому с увеличением трансформации для устройств по изобретению требуемая шунтирующая индуктивность не увеличивается, а для устройства прототипа она растет, соответственно увеличиваются габариты и стоимость. Кроме того, вне зависимости от трансформации сопротивлений, в устройствах по предлагаемому изобретению балансирующий элемент очень мало влияет на шунтирующую индуктивность, поскольку он непосредственно не связан с условием симметрии устройства. In addition to the considered embodiments of the devices according to the invention, there may be others, in particular including a
В устройстве прототипе балансирующий элемент привязан к условию симметрии устройства, что ограничивает получение относительно больших значений шунтирующей индуктивности. In the prototype device, the balancing element is tied to the symmetry condition of the device, which limits the obtaining of relatively large values of the shunt inductance.
Для оценки эффективности устройств по предлагаемому изобретению рассмотрим конкретный пример реализации (фиг.)5. To assess the effectiveness of the devices according to the invention, we consider a specific implementation example (Fig.) 5.
Пример. В устройстве (фиг. 5) в качестве проводников 1 и 2 были приняты медные трубы с наружным диаметром 20 мм каждая и длиной 600 мм. В качестве проводника 3 была также использована медная труба длиной равной 600 мм, с внутренним диаметром 72 мм и толщиной стенки 1,5 мм. При этом трубчатые проводники 1 и 2 располагались симметрично относительно проводника 3 в его полости, а расстояние между центрами проводников 1 и 2 составляло 40 мм. Указанные поперечные размеры проводников 1, 2 и 3 и их взаимное расположение дают стандартное волновое сопротивление, равное 75 Ом для рабочего режима распространения колебаний в симметричной двухпроводной экранированной линии. Рабочий режим характеризуется разнополярными равноамплитудными колебаниями на проводниках 1 и 2 по отношению к проводнику 3. В свою очередь трубчатый проводник 3 помещен в экранирующий корпус 12 квадратного сечения со стороной, равной 360 мм. Это дает волновое сопротивление 100 Ом. Этим и определяется ширина рабочего диапазона частот устройства относительно средней частоты fo=125 МГц (при длине 600 мм).Example. In the device (Fig. 5), copper pipes with an outer diameter of 20 mm each and a length of 600 mm were adopted as
Если теперь сохранить номинальное волновое сопротивление (75 Ом) и габариты экрана, а также определить соответствующее значение диаметра каждого из проводников 2 и 3 прототипа (фиг. 2а), то получим другое, меньшее значение шунтирующей индуктивности, точнее, другое волновое сопротивление линии, шунтирующее выход устройства. Определим его значение. If now we preserve the nominal wave impedance (75 Ohms) and the dimensions of the screen, and also determine the corresponding diameter value of each of the
Проводникам 1 и 2 предлагаемого устройства, в данном случае, будет соответствовать коаксиальная линия 4 устройства-прототипа, имеющая диаметр наружного проводника 55-60 мм. В этом случае, при том же квадратном сечении экранирующего проводника 12 получим волновое сопротивление шунтирующей линии (на одно плечо) 75 Ом. Это означает, что в предлагаемом устройстве достигается эффект расширения полосы на 25-30% С другой стороны, при той же ширине полосы что и для устройства-прототипа, можно уменьшить экранирующий проводник. Размер стороны его "квадратного сечения" составит 240 мм вместо 360 мм. Это приводит к снижению габаритов и стоимости устройства.
Таким образом, даже при единичной трансформации, эффект оказывается весьма существенным, а по мере увеличения коэффициента трансформации он будет возрастать. Thus, even with a single transformation, the effect is very significant, and as the transformation coefficient increases, it will increase.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93012935A RU2072594C1 (en) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | High-frequency balancer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93012935A RU2072594C1 (en) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | High-frequency balancer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93012935A RU93012935A (en) | 1995-09-10 |
RU2072594C1 true RU2072594C1 (en) | 1997-01-27 |
Family
ID=20138466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93012935A RU2072594C1 (en) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | High-frequency balancer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2072594C1 (en) |
-
1993
- 1993-03-11 RU RU93012935A patent/RU2072594C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Shuhau Hu. The Ballun Family, Microwave Journal, v.30, 1987, N 9, p.227. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5467065A (en) | Filter having resonators coupled by a saw filter and a duplex filter formed therefrom | |
JPH05508979A (en) | How to improve the stopband attenuation of a dual filter | |
KR20070089579A (en) | Multi-stage microstrip branch line coupler using stub | |
US6066994A (en) | Broadband directional coupler including amplifying, sampling and combining circuits | |
US4754240A (en) | Pin diode attenuators | |
US2327418A (en) | Energy transition system | |
CN113659300B (en) | Broadband four-power divider | |
JP2821567B2 (en) | High frequency signal transmission equipment | |
JP2017135465A (en) | Single-ended microstrip line, differential microstrip line, and balanced unbalanced conversion element | |
RU2072594C1 (en) | High-frequency balancer | |
CN115149230B (en) | Balance ultra-wideband band-pass filter with harmonic suppression function | |
US6104259A (en) | Harmonic suppression circuit | |
JPH07221509A (en) | Microwave band terminator | |
JP2005101946A (en) | Power divider/combiner | |
JP2007318264A (en) | Limiter circuit | |
JPH03117906A (en) | Balanced high frequency mixer with balance and unbalance transformers | |
SU1598114A1 (en) | Distributed-amplification amplifier | |
CN104362415B (en) | A kind of Miniature wide stop-band low-pass filter based on biplane defect sturcture | |
SU1054889A1 (en) | Selective amplifier | |
US6831616B1 (en) | Transmission line balun with parasitic mode termination | |
JPH0897611A (en) | High frequency transmission line and microwave circuit | |
JP2876408B2 (en) | Pulse amplifier | |
JP3519245B2 (en) | High frequency suppression circuit | |
JP2021150663A (en) | Harmonic suppression circuit and microwave transmission system | |
RU1786557C (en) | Power divider |