Патент на изобретение №2206153

(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ ЧАСТОТНО-РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к радиотехнике и связи, в частности к многоканальной радиосвязи, технике частотно-разнесенной передачи и формированию сложных сигналов. Техническим результатом является обеспечение соединения двух или более источников или нагрузок, работающих на различных частотах, с общей нагрузкой или источником, упрощение условия согласования источников (нагрузок) с общей нагрузкой (источником), обеспечение предварительной взаимной развязки источников или нагрузок. Устройство состоит из N по числу каналов полосно-пропускающих фильтров и соединительной линии, включающей короткозамкнутый отрезок линии, (N-1) последовательных отрезков линии и линию связи. Точки подключения источников или нагрузок распределены вдоль соединительной линии и отделены друг от друга последовательными отрезками линии, а совокупности последовательных и короткозамкнутого отрезков образуют для каждого из каналов нагрузок или источников короткозамкнутые четвертьволновые отрезки линии. 1 ил.

Многоканальное частотно-разделительное устройство предназначено для использования в многоканальных системах проводной, кабельной и радиосвязи, в системах связи с частотно-разнесенной передачей, в системах связи с раздельным излучением спектральных составляющих, а также в устройствах формирования сложных сигналов. Ввиду его дуальности многоканальное частотно-разделительное устройство может быть применено как в передатчике, так и в приемнике системы связи. В зависимости от схемы построения передатчика или приемника устройство осуществляет объединение или разделение сигналов отдельных каналов, имеющих неперекрывающиеся спектры.

Известные частотно-разделительные устройства (см., например, книгу: Алексеев О. В., Грошев Г.А., Чавка Г.Г. Многоканальные частотно-разделительные устройства и их применение. – М.: Радио и связь, 1981) выполняются по последовательной, параллельной или иерархической схемам, в которых, как правило, предъявляются существенно жесткие требования к частотно-избирательным фильтрам в плане согласования сопротивлений и обеспечения высокой крутизны склонов амплитудно-частотной характеристики.

Наиболее близким аналогом является схема двухканального разделительного устройства (см., например, книгу: Кузинец Л.М., Метузалем Е.В., Рыманов Е.А. Приемная телевизионная техника: Справочник. – М.: Связь, 1968. – С, 413-414), применяемая в технике телевизионного приема и состоящая из двух полосно-пропускающих фильтров из отрезков кабеля, короткозамкнутого отрезка кабеля, соединительного отрезка кабеля и коаксиальной линии связи с нагрузкой (телевизионным приемником). Недостатком данного устройства является возможность подключения только двух нагрузок к одному источнику или только двух источников к одной нагрузке.

Техническим результатом является обеспечение возможности одновременного соединения двух или более источников или нагрузок, работающих на различных частотах, с общей нагрузкой или источником, улучшение условий согласования источников (нагрузок) с общей нагрузкой (источником) и взаимной развязки источников (нагрузок).

Поставленная цель достигается тем, что точки подключения источников или нагрузок распределены вдоль соединительной линии и отделены друг от друга последовательными отрезками линии, а совокупности последовательных и короткозамкнутого отрезков образуют для каждого из каналов (нагрузок или источников) короткозамкнутые четвертьволновые отрезки линии.

На чертеже показана структура многоканального частотно-разделительного устройства.

Многоканальное частотно-разделительное устройство, предназначенное для соединения N источников или нагрузок 1, работающих на различных частотах, с общей нагрузкой или источником 2, включает N полосно-пропускающих фильтров 3 и соединительную линию, состоящую из короткозамкнутого отрезка линии 4, N-1 последовательных отрезков линии 5 и линии связи 6 с общей нагрузкой или источником. Точки подключения отдельных каналов (т.е. соответствующих источников или нагрузок) распределены вдоль соединительной линии и отделены друг от друга последовательными отрезками линии 5. Совокупности последовательных и короткозамкнутого отрезков образуют для каждого из каналов короткозамкнутые четвертьволновые отрезки, обладающие бесконечным в пределе сопротивлением и отражающие колебания с резонансной длиной волны без изменения начальной фазы. Между отрезками 4 и 5₁ подключается вход или выход полосно-пропускающего фильтра 3₁ канала с минимальной рабочей длиной волны ₁ или максимальной средней рабочей частотой, между отрезками ₁ и 5₂ – вход (выход) канала с большей длиной волны ₂ и т.д. Длина короткозамкнутого отрезка 4 выбирается равной
L = ₁/4 = _min/4,
а последовательных отрезков –
l_n = (_n+1–_n)/4 = _n+1/4-l_n-1,
где n – номер соответствующего отрезка в последовательности, а также номер канала, n=1…(N-1).

В такого рода частотно-разделительном устройстве короткозамкнутый отрезок линии и все элементы соединительной линии образуют единую неразрывную линию коаксиального, полоскового или иного типа, в которой каждый из источников (нагрузок) нагружен на параллельное соединение четвертьволнового короткозамкнутого отрезка, обладающего в пределе бесконечным входным сопротивлением, и согласованной линии связи с общей нагрузкой (источником).

Сигнал первого канала с максимальной рабочей частотой, т.е. с минимальной рабочей длиной волны, от источника 1₁ поступает через полосно-пропускающий фильтр 3₁ в соединительную линию в точке между короткозамкнутым отрезком 4 и последовательным отрезком 5₁. Со стороны отрезка 4 для колебания первого канала образуется бесконечное сопротивление, в результате чего колебание отражается и направляется через совокупность отрезков 5₁, 5₂ и т. д. в сторону общей нагрузки 2. После прохождения отрезка 5₁ сигнал первого канала поступает в точку подключения выхода второго канала. Выход второго канала образован полосно-пропускающим фильтром 3₂, в полосу пропускания которого спектр сигнала первого канала не входит. Колебание первого канала отражается от выхода фильтра 3₂ и через отрезок 5₂ передается дальше, где происходят аналогичные действия, вплоть до согласованной линии 6 и нагрузки 2.

Процедура подключения остальных каналов (источников) к общей нагрузке 2 аналогична вышеописанной с той лишь разницей, что четвертьволновой короткозамкнутый отрезок образуется уже совокупностью основного отрезка 4 и последовательных отрезков 5₁ для второго канала, 5₁ и 5₂ для третьего канала, 5₁, 5₂ и 5₃ для четвертого канала и т.д. Таким образом, по мере увеличения рабочей длины волны канала или уменьшения его рабочей частоты длина частного короткозамкнутого отрезка постепенно увеличивается, а длина соединительной линии между точкой подключения выхода соответствующего полосно-пропускающего фильтра и общей нагрузкой уменьшается.

Формула изобретения

Многоканальное частотно-разделительное устройство для соединения нескольких источников или нагрузок, работающих на различных частотах, с общей нагрузкой или источником, состоящее из N по числу каналов полосно-пропускающих фильтров и согласующей соединительной линии, включающей короткозамкнутый отрезок линии, N-1 последовательных отрезков линии и линию связи, соединенных так, что точки подключения полосно-пропускающих фильтров канальных источников или нагрузок распределены вдоль соединительной линии и отделены друг от друга последовательными отрезками линии, причем выход или вход полосно-пропускающего фильтра канала с максимальной средней частотой подключен непосредственно к короткозамкнутому отрезку линии, а канала с минимальной частотой – к общей линии связи, отличающееся тем, что совокупности последовательных и короткозамкнутого отрезков образуют для каждого из каналов источников или нагрузок согласующие короткозамкнутые отрезки линии, суммарные длины которых равны четверти длины волны, соответствующей средней частоте соответствующего канала.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 08.03.2003

Извещение опубликовано: 20.12.2004 БИ: 35/2004