Схема сложения мощностей двух PA
Написал Сергей Н. Носаков, UA6LGO Среда, 15 Декабрь 2004
В настоящей статье описан метод суммирования мощностей двух усилителей с помощью квадратурных мостов, выполненых из отрезков коаксиальных кабелей.
Иногда бывает необходимо сложить мощности двух усилителей. Выгоды такого решения могут состоять (кроме очевидной - мощи больше) в том, что в целом надежность системы оказывается выше - выход из строя двух усилителей сразу все-таки менее вероятен, чем одного, две лампы сравнительно небольшой мощности могут оказаться дешевле, чем одна могучая, а также система получается более гибкой, поскольку позволяет использовать ту мощность, которая нужна, в зависимости от поставленной цели.
Такая задача решается достаточно просто путем использования квадратурного моста. Схема приведена на рис.1:
Рис. 1
В этом случае входы усилителей оказываются хорошо развязаны, и выходы, кстати, тоже. Необходимо иметь ввиду, что необходимо обеспечить равенство КСВн входов усилителей и его возможно более низкую величину, а также равенство выходных мощностей обоих усилителей. Отраженная от плеч входного моста мощность, отраженная от антенны, разница в мощностях усилителей будет рассеяна на соответствующих балластных резисторах. Балластные резисторы должны быть рассчитаны на соответствующую мощность и иметь возможно более низкий КСВн.
Кабели от выходов квадратурного моста до входа усилителей должны иметь равную фазовую длину; то же самое относится к кабелям, соединяющих выходы усилителей и входы выходного моста. Волновые сопротивления кабелей на схеме даны в предположении, что входныевыходные импедансы мостов равны 75 Ом. Параметры моста будут лучше, если означенные на схеме 50-омные отрезки будут выполнены из кабеля с волновым сопротивлением 53 Ома. Если мост строится для 50-омной системы, то волновые сопротивления тех отрезков, которые 50 Ом, должны быть 35.35 Ом (можно делать из двух соединенных впараллель отрезков кабеля 75 Ом), волновые сопротивления тех отрезков, которые 75 Ом - должны быть 50 Ом. Возможны и более сложные реализации квадратурных мостов, но эта является наиболее подходящей в радиолюбительских условиях.
Для применения на диапазонах 432 МГц и 1296 МГц, тем не менее, хочу порекомендовать квадратурный мост, выполненный на полосковой линии. Должен заметить, что радиолюбитель, посягнувший на изготовление такой конструкции, должен иметь навыки выполнения точных работ. Уж такова специфика высоких частот. На рис.2 приведен чертеж собственно полосковой линии, выполненной из листа латуни толщиной 1 мм, и находящейся между обкладками из листа Д16Т либо фольгированного стеклотекстолита (можно одностороннего, фольгой внутрь). Листы обкладок могут иметь размер 260х260 мм, либо быть диаметром те же 260 мм. Расстояние между обкладками 10 мм и фиксируется дистанционными втулками, которые располагаются по периметру и в середине обкладок. Отверстия ф2 - для хвостовиков разъемов. Их диаметры могут быть и иными.
Ширина полосковых линий для применения в составе 75-омной техники:
А=10.8 мм (53 Ом)
Б=6.08 мм (75 Ом)
Ширина полосковых линий для применения в составе 50-омной техники:
А=18.75 мм (35.35 Ом)
Б=11.70 мм (50.00 Ом)
Напоминаю - толщина линий 1 мм. Изготовление полосковой линии рекомендую производить с применением металлообрабатывающего оборудования.
Описанный квадратурный мост можно применять на 1296 МГц без всяких изменений - если все изготовлено точно по приведенным размерам. Если же необходимо сделать мост именно на 1296 мгц - диаметр 220.8 надо делать в три раза меньше: 73.6 мм. Все остальные размеры такие же.
Сергей Н. Носаков, UA6LGO, KN97LE
ross@tsure.ru
