Квадратурные мостовые схемы сложения мощностей

величину определенной по номограмме  толщины прокладки умножить на эмпирический коэффициент . Правомерность применения коэффициента n проверена практическими примерами, часть которых приведена в табл. 8.1.

В таблице 8.1. указаны используемые в высокочастотных генераторах [6.3, 6.4, 6.8, 6.9, 6.12 - 6.16] квадратурные  50-омные мосты из различных материалов, рассчитанные по приведенной методике. В этих мостах прокладка S  набиралась из фторопластовых пленок с .Примеры реализации верхней и зеркально отображающей ее нижней микрополосковых линий для двух мостов из разных материалов приведены на рис. 8.6.

а) ФАФ – 4                     б) ФЛАН

Рис. 8.6. Пример реализации микрополосковых мостов с лицевой связью на линиях с различными диэлектрическими материалами при f = 125 МГц.

Экспериментальное исследование мостов (табл. 6.1) показало, что потери в них зависят от качества изготовления микрополосковых линий и допустимой погрешности балластного резистора. Как правило, на основной частоте потери мощности не превышают 5%, при погрешности балластных поглотителей не выше 10%.

Иногда в схемах по каким-либо причинам удобнее применять квадратурные мосты на сосредоточенных элементах (особенно на частотах ниже 50 МГц). Схема такого моста приведена на рис 8.7,

Рис. 6.17. Квадратурный мост на сосредоточенных элементах а выражение для расчета элементов с учетом [6.4, 6.5] имеют следующий вид:

Для сложения мощностей большого количества усилительных модулей У _i применяют разветвленные мостовые схемы как по выходу, так и по входу мощного усилителя. На входе усилителей устанавливают такие же, как и на выходе квадратурные мосты, для автоматического обеспечения требуемых квадратурных (90⁰) сдвигов по фазе между входными сигналами, как показано для схемы сложения мощностей четырех модулей У₁ - У₄ на рис. 8.8.

Рис. 8.8. Мостовая схема сложения на квадратурных мостах

Поскольку при потерях энергии необходим отвод тепла от мостов и от балластных поглотителей R, то их устанавливают обычно на том же радиаторе, что и усилительные модули, в непосредственной близости от цепей согласования усилителей, чтобы минимально терять энергию при передаче ее от усилителя на мост.

Однако для мостовых схем, объединяющих мощности в единицы и десятки киловатт, проблема охлаждения стоит так остро, что их объединяют в модули для сложения двух или четырех мощных генераторов и соединяют через разъемы стандартными фидерами с соответствующими усилителями. Например, на рис. 8.9  иллюстрируется внешний вид таких мощных мостов фирмы Тесла для сложения двух генераторов мощностью по 0,5 кВт и четырех по 10 кВт

Удачное сочетание в схемах блоков деления и сложения мощностей синфазных и квадратурных мостов позволяет получить заданную выходную мощность при минимальном количестве усилительных модулей (М). Так на рис. 8.10 приведена структурная схема блока деления и сложения мощностей высокочастотного генератора [6.15] мощностью 1 кВт, реализованная на одном синфазном мосту и двадцати квадратурных, имеющая в своем составе пятнадцать идентичных усилительных модулей (М_i). Необходимые фазовые сдвиги сигналов достигаются в этой схеме с помощью четвертьволновых отрезков коаксиального кабеля.

Рис. 8.9. Мосты сложения фирмы Тесла

Отметим, что выходной мост для схемы, изображенной на рис. 8.10, рассчитывается на коэффициент связи по мощности