в этом случае на единицу меньше числа каналов, мощность которых суммируется.

Достоинство таких схем в том, что они построены на однотипных элементах. Методы расчета и конструирования мостов и нагрузок достаточно хорошо разработаны. Однако при значительном количестве каналов (больше четырех) устройство становится громоздким. Кроме того, таким образом выходная суммарная мощность ограничена предельным значением для трехдецибельных мостов.

ЗдБ Выход

1 .. М,

а) HOz

НО Выход

-ИМ - -Т^

Выход

Ш^ЩБр1дГщ;

2 3 н

Рис. 13.10. Схемы сложения высокого уровня мощности;

а - с трехдецибельными мостами; б - цепочечная; в - с гибридным устройством

Цепочечные схемы (рис. 13.10, б) позволяют складывать мощность произвольного числа каналов и получить выходную мощность, превышающую электрическую прочность входных волноводов. Однако для реализации таких схем требуются разнотипные НО, конструкция устройства громоздкая.

Третий вариант схем суммирования представлен на рис. 13.10, б. Синфазные колебания от N генераторов поступают на входы гибридного волноводного устройства и возбуждают суммарную волну в выходном волноводе увеличенного сечения. На выходе гибридного устройства ставят подавляющий фильтр /7Ф, который пропускает только основной тип волны и выполняет роль балластной нагрузки, обеспечивая развязку между входными плечами. Переход /7 па требуемое сечение волновода присоединен к выходу ПФ. Такая схема позволяет получить суммарн\ю

мощность, превышающую ее предельное значение для входных волноводов. Кроме того, при числе каналов больше четырех все устройство оказывается более простым в конструктивном отношении по сравнению с первыми двумя за счет использования в нем меньшего числа элементов.

Если на выходе передатчика необходимо получить значения мощности, превышающие ее предельные значения для используемых волноводов, то в ЭТОМ случае, особенно в коротковолновой части СВЧ-диапазона, следует переходить на квазиоптические сумматоры. Применение квазиоптических лучеводов -*()--(--0-7Ц)--р^ 4 позволяет создавать сум-

. 1*4. - маторы, удовлетворяющие -/[/ требованиям электрической al и тепловой прочности. 2 На рис. 13. и приведе-

ны цепочечные схемы сло-) жения соответственно в

Рис. 13.11. Цепочечная схема ело- ЛИНЗОВОМ (а) И зеркальном жения в квазиоптическом лучеводе: (б) лучеводах. Основным

а - линзовом; б - зеркальном; в ЭЛбМеНТОМ ЭТИХ СХеМ ЯВЛЯ-

схематическое изображение квазиоптн- ииа-ыпптиие^гкий ня.

ческого направленного ответвителя еТСЯ KBddHOn 1ИЧеСКИИ ild-

правленный ответвитель КНО, представляющий собой плоскую проволочную решетку, расположенную под углом 45° к оси лучевода (рис. 13.11, б).

Лучевод эффективно возбуждается волной Нц круглого волновода, имеющего в определенном сечении скачкообразное изменение диаметра. Волна Нц на скачке частично преобразуется в волну Е^. При оптимальных размерах скачка и синфазной суперпозиции волн Нц, Ец в раскрыве конического перехода потеря мощности на возбуждение волн высших типов составляет 0,08 дБ. Потери мощности в лучеводах могут быть сведены к минимуму применением четвертьволновых согласующих покрытий в линзах, а также тщательной юстировкой углового положения зеркал.

Волна рабочего типа, возбужденная в лучеводе, проходя сквозь периодическую структуру КНО и отражаясь от нее, испытывает искажение амплитудно-фазового распределения поля. При этом мощность волны рабочего типа преобразуется в мощность паразитных волн, что приводит к дополнительным потерям. На рис. 13.12 приведены графики потерь на преобразование гауссовского пучка волн, прошедшего через проволочную структуру / и отраженного

ЗЬО

от нее 2, в зависимости от коэффициента прохождения {КЩ, КНО по мощности для Кго = 0,361; 0,0267; Кхо = Ю, где К = 2яД - волновое число; г - радиус проволок, Хо - полуширина гауссовского пучка, на которой поле спадает в е раз.

Анализируя схему сложения двух колебаний с комплексными амплитудами di, (см. рис. 13.11, в), с помощьк> матрицы рассеяния приходим к следующим соотношениям для комплексных амплитуд Ь^, Ьц волн на выходе плечей 5 и 4:

&з = йрй, - /У\-Щ йг\ bi = - jУ l-kl di + kpdi,

где kp - действительное число, характеризующее прозрачность проволочной решетки, при условии, что все плечи КНО согласованы

III II

Рис. 13.12. Зависимость потерь на преобразование гауссовского пучка волн в КНО от коэффициента прохождения

Рис. 13.13. Схема сложения (деления) трех каналов

Возможны два варианта построения схемы сложения. В первом плечо 3 является балластным {Ь^ = 0); разность фаз на входах /, 2 - фз = л/2; KU = 1/(1 -\- В). Во втором случае плечо 4 - балластное (i>4 = 0); Ф1 - Фз = -л/2; КП = В/{1 + В). Здесь В = Р1/Р2 - соотношение мощностей на входах / и 2, а нормировка комплексных амплитуд Й1, йз проведена таким образом, чтобы

Если считать, что амплитуда есть а.мплитуда волны, возрастающей в результате сложения на цепочке КНО