Смужкові розподілювачі і суматори потужності

Смужковірозподілювачі і суматори потужності знаходять широке вживання у фазованих антенних решітках, у схемах складання потужностей генераторів, в підсилювачах, в багатоканальних схемах і т.д.

Кільцевий розподілювач потужності (КРП) складається (рис. 1.107-1.109) з двох чвертьхвильових відрізків лінії передачі, які, з одного боку, сполучені між собою паралельно і підключені до вхідної лінії, а з іншої - зв'язані через активний опір і підключені кожен до своєї провідної лінії.

Принцип дії КРП полягає в наступному. Якщо збудити плече 3, то енергія поділиться порівну між плечима 1 і 2. При цьому на резисторі R енергія не розсіюється, оскільки через симетрію точки підключення резистора R еквіпотенціальні. Якщо, наприклад, сигнал підводиться до плеча 1, то при проходженні до плеча 2 довжина шляху стає більша на lв/₂ в порівнянні з шляхом через R. При певному виборі R і хвилевого опору чвертьхвильового відрізання Z_В1 відносно хвилевого опору лінії, що підводить, Z_В можна забезпечити рівність по амплітуді і протифазність двох вказаних сигналів в площині симетрії плеча 2. Таким чином, плечі 1 і 2 виявляються розв'язаними. Тому половина потужності надходить в плече 3, а половина розсіюється на резисторі R. Краще узгодження всіх плечей і велика розв'язка між плечима 1 і 2 забезпечуються при виконанні умов: Z_В1 = Z_ВÖ2 ; R = 2Z_{В .}

У ряді НВЧ пристроїв, таких як багатоканальні розподілювачі і суматори потужності, антенні решітки, використовуються так звані бінарні розподілювачі потужності (БРП), які містять декілька розподілювачів, кожен з яких ділить потужність навпіл. БРП, у загальному випадку, являє собою 2 (І+N) – полюсник (рис.1.108), що містить N-I розподілювачів.

Схема чотирьохканального БРП, що складається з трьох КРП, сполучених між собою відрізками ліній завдовжки lc показана на рис. 1.109.

Перехідне ослаблення такого дільника дорівнює подвоєному перехідному

ослабленню одиночного КРП, а розв'язка між вхідними плечима різних КРП (між другим і четвертим, другим і п'ятим, третім і четвертим, третім і п'ятим) дорівнює сумі розв'язок між вихідними плечима одиночного розподілювача і перехідного ослаблення з'єднання.

Інший варіант реалізації БРП – за допомогою трьохдецибельних спрямованих відгалужувачів – показано на рис.1.110, де N = 2^m – число каналів ділення, m – номер відгалужувача, і – поточний номер каналу.

На центральній частоті потужність, що поступає в БРП, ділиться порівну між каналами. У смузі частот спостерігається нерівномірність ділення між каналами, яка визначається коефіцієнтом: d = 10 lg Р₁/Р_N,

де Р₁ и Р_N – потужності в першому і N – м каналах, визначені на кордонах смуги пропускання. Розв'язка між каналами теоретично дорівнює нескінченності. Проте, через

кінцеве значення розв'язки в окремих спрямованих відгалужувачах (» 15 + 20 дБ), реальна розв'язка між сусідніми каналами БРП становить (20+25) дБ, а між більш

віддаленими каналами розподілювача на (5+10) дБ вище. Втрати в такому БРП оцінюються з розрахунку 0,3 дБ на ступінь ділення.

На спрямованих відгалужувачах знаходять також вживання каскадні (ланцюжкові) схеми розподілювачів потужності (рис.1.111), де цифрою І позначений канал найбільш віддалений від входу, а буквою N – канал, найближчий до входу, m – номер відгалужувача. Розв'язка між каналами каскадного розподілювача потужності складає (20+25) дБ між сусідніми каналами (30-35) дБ між більш віддаленими каналами. Втрати як і в БРП становлять 0,3 дБ на канал.

Розглянуті багатоканальні розподілювачі

потужності на спрямованих відгалужувачах, через принцип взаємності можуть бути використані для складання НВЧ потужностей. Проте, режим підсумовування має ряд особливостей: необхідність синхронності і синфазності роботи джерел, що підключаються, а також певне співвідношення їх потужностей. До недоліків цих дільників відносяться складність топології і помітна частотна залежність.