RU2784499C1 - Waveguide 7 db combiner - Google Patents

Abstract

FIELD: microwave technology.

SUBSTANCE: 7 dB waveguide adder relates to microwave technology and can be used for dividing and summing power in the output amplifier stages used in transmitters for various purposes to increase the output power. The waveguide 7 dB adder consists of a rectangular waveguide (1) and contains five coaxial-waveguide transitions, the connection of which is carried out by means of pins (2-6). The microwave signal from the amplifier through the microstrip line (7) enters the receiving part of the waveguide adder by means of pins, where the electromagnetic oscillation is transmitted through the existing probe (8) to the output part of the adder (9). Coordination in the output part is carried out by the distance of the exciting pins from the short-circuited wall (10) of the summing part of the waveguide, equal to a quarter of the working wavelength (λ work), and the value between the short-circuited pins (11), a multiple of half the working wavelength (λ work). Matching the impedance of the waveguide is carried out by changing the length of the pin. Thus, the optimal position of the probe relative to the short-circuited wall, its length and the length of the short-circuited rod make it possible to tune the waveguide adder in the frequency band.

EFFECT: invention allows to combine a waveguide coaxial transmission line with a microstrip one, which allows to achieve the minimum dimensions of the modules, has low insertion loss, controlled microwave impedance, and the ability to dissipate power in the event of power amplifier failures; these parameters are provided in a sufficiently wide frequency band; the use of the proposed adder makes it possible to improve manufacturability, simplifies the process of setting up the product and, as a result, increases the output power level of the device.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к технике СВЧ и может быть использовано для деления и суммирования мощности в каскадах выходного усилителя, применяемых в передатчиках различного назначения для наращивания выходной мощности.The proposed device relates to microwave technology and can be used for dividing and summing power in the stages of the output amplifier used in transmitters for various purposes to increase the output power.

Одним из основных направлений обеспечения тактических характеристик перспективных радиоэлектронных систем является создание унифицированного ряда изделий - функционально законченных СВЧ модулей, обеспечивающих сочетание высоких энергетических характеристик с высокой функциональной сложностью. Достичь этого позволяет развитие современных полупроводниковых транзисторов, которые в свою очередь имеют высокую мощность и конструктивно небольшие габариты. Одним из основных вопросов реализации СВЧ модулей с большой мощностью является суммирования мощностей активных СВЧ транзисторов и СВЧ сумматоров порядка. Типичными средствами передачи СВЧ мощности, в конструкции сумматоров мощности, являются коаксиальные линии передачи, микрополосковые, полосковые линии или волноводы. Выбор средства передачи, как правило зависит от многих параметров которые оно должно обеспечить: допустимой предающей мощностью в полосе пропускания, допустимые потери, конструктивными и технологическими ограничениями. Предлагаемое устройство позволяет объединить волноводную коаксиальную линию передачи с микрополосковой, что позволяет добиться минимальных габаритов модулей, имеет низкие вносимые потери, контролируемый СВЧ импеданс, способность рассеивать мощность в случае отказов усилителей мощности. Эти параметры обеспечиваются в достаточно широкой полосе частот.One of the main directions for ensuring the tactical characteristics of advanced electronic systems is the creation of a unified range of products - functionally complete microwave modules that provide a combination of high energy characteristics with high functional complexity. This can be achieved by the development of modern semiconductor transistors, which in turn have high power and structurally small dimensions. One of the main issues in the implementation of microwave modules with high power is the summation of the powers of active microwave transistors and microwave order adders. Typical means of transmitting microwave power, in the design of power adders, are coaxial transmission lines, microstrip, strip lines or waveguides. The choice of a transmission medium, as a rule, depends on many parameters that it must provide: the allowable transmitting power in the passband, allowable losses, design and technological limitations. The proposed device allows you to combine a waveguide coaxial transmission line with a microstrip one, which allows you to achieve the minimum dimensions of the modules, has low insertion loss, controlled microwave impedance, and the ability to dissipate power in the event of power amplifier failures. These parameters are provided in a sufficiently wide frequency band.

Прототипом предлагаемого изобретения является принцип работы волно-водного 3-дБ сумматора-делителя, где возбуждение волновода осуществляется при помощи штыря (зонда). То есть электромагнитное колебание в волноводе от транзисторов с микрополосковой линии, предается в приемную часть волновода при помощи поперечных зондов.The prototype of the proposed invention is the principle of operation of the wave-water 3-dB adder-divider, where the excitation of the waveguide is carried out using a pin (probe). That is, the electromagnetic oscillation in the waveguide from transistors from the microstrip line is transmitted to the receiving part of the waveguide using transverse probes.

Данный принцип действия нуждается в пояснении. Конструктивно волно-водный 7-ми дБ сумматор выглядит следующим образом (рис. 1): прямоугольный волновод (1) содержащий пять коаксиально - волноводных переходов, принимающий СВЧ сигналы от усилителей. Связь осуществляется посредством штырей (2-6). СВЧ сигнал от усилителя по микрополосквой линии (7) поступает в приемную часть волноводного сумматора посредством штырей, где электромагнитное колебание через существующий зонд (8) передается в выходную часть сумматора (9). Согласование в выходной части осуществляется расстоянием возбуждающих штырей от короткозамкнутой стенки (10) суммирующей части волновода равным четверти рабочей длины волны (А, раб) и значением между короткозамкнутыми штырями (11) кратным половине рабочей длины волны (X раб). Согласование необходимого волнового сопротивления волновода осуществляется изменением длины штыря. Таким образом оптимальное положение зонда относительно короткозамкнутой стенки, его длина и длина короткозамкнутого стрежня (11) позволяют настроить волноводный сумматор в полосе частот.This principle of operation needs an explanation. Structurally, the wave-water 7 dB adder looks like this (Fig. 1): a rectangular waveguide (1) containing five coaxial - waveguide transitions, receiving microwave signals from amplifiers. Communication is carried out by means of pins (2-6). The microwave signal from the amplifier through the microstrip line (7) enters the receiving part of the waveguide adder by means of pins, where the electromagnetic oscillation is transmitted through the existing probe (8) to the output part of the adder (9). Coordination in the output part is carried out by the distance of the exciting pins from the short-circuited wall (10) of the summing part of the waveguide equal to a quarter of the working wavelength (A, slave) and the value between the short-circuited pins (11) is a multiple of half the working wavelength (X slave). Matching the required wave resistance of the waveguide is carried out by changing the length of the pin. Thus, the optimal position of the probe relative to the short-circuited wall, its length and the length of the short-circuited rod (11) make it possible to adjust the waveguide adder in the frequency band.

Работоспособность волноводного 7-ми дБ сумматора подтверждена на реальном устройстве.The performance of the waveguide 7 dB adder is confirmed on a real device.

Claims (1)

Волноводный 7-ми дБ сумматор, содержащий пять коаксиально-волноводных переходов, выполненных с возможностью приема СВЧ-сигнала от выходных усилителей через микрополосковую линию, приемный суммирующий прямоугольный волновод (1), отличающийся тем, что содержит поперечные зонды (2-6), обеспечивающие связь с приемным прямоугольным волноводом, при этом устройство выполнено с возможностью передачи СВЧ-сигнала от выходных усилителей по микрополосковой линии (7) в приемную часть волноводного 7-ми дБ сумматора (9) через зонд (8), согласование в выходной части обеспечивается расстоянием от возбуждающего зонда до короткозамкнутой стенки (10), равным четверти рабочей длины волны, устройство выполнено с возможностью согласования волнового сопротивления волновода изменением длины зонда и короткозамкнутого стрежня (11), а также настройки волноводного сумматора в полосе частот за счет положения зонда и короткозамкнутого стрежня относительно короткозамкнутой стенки и его длины.Waveguide 7 dB adder, containing five coaxial-waveguide transitions, made with the possibility of receiving a microwave signal from the output amplifiers through a microstrip line, receiving summing rectangular waveguide (1), characterized in that it contains transverse probes (2-6), providing connection with the receiving rectangular waveguide, while the device is configured to transmit the microwave signal from the output amplifiers via the microstrip line (7) to the receiving part of the waveguide 7 dB adder (9) through the probe (8), matching in the output part is provided by the distance from of the exciting probe to the short-circuited wall (10), equal to a quarter of the operating wavelength, the device is made with the possibility of matching the wave resistance of the waveguide by changing the length of the probe and the short-circuited rod (11), as well as adjusting the waveguide adder in the frequency band due to the position of the probe and the short-circuited rod relative to the short-circuited wall and its length.

Images