187105. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagyfrekvenciás aktív eszközt tartalmazó áramkörben a nagyfrekvenciás aktív eszköz reflektált teljesítménytől való védelmére
1 187 105 2 legyen. Ezáltal a működés folyamán (a terhelés nem változván) teljesítményreflexiót előidéző impedancia illesztetíenség nem keletkezhet. E módszer nyert alkalmazást többek közt igen sok ún. első és második generációs mikrohullámú sokcsatornás távközlési berendezés esetében, ahol is a legtöbb egység helyhez kötött és a mikrohullámú haladóhullámú csöves adó, valamint az antenna közti csatlakoztatás csak komplikáltan oldható merev hullámvezetőkkel biztosított. A haladóhullámú cső tehát a kimenetéhez jól illesztett antenna terheléssel működik egész működési időszakában. Egy másik, gyakran alkalmazott megoldás szerint a nagyfrekvenciás aktív eszközt tartalmazó áramkör és a teljesítményt hasznosító áramkör (terhelés) közé egy ún. izolátort iktatnak be. Az izolátorok olyan speciális nagyfrekvenciás két kapuval rendelkező eszközök, amelyek non-reciprok tulajdónságúak, azaz fizikai viselkedésűk attól függ, hogy a rajtuk áthaladó jelteljesítmény iránya milyen. Ha a teljesítmény az ún. áteresztő irányban áramlik, az izolátor kis csillapítású, vagyis a teljesítményt jelentéktelen veszteséggel engedi át. Ellenkező teljesítmény behatolási irány esetében az izolátor nagy csillapítású és a behatoló teljesítményt gyakorlatilag felemészti (disszipálja). Ily módon, ha a nagyfrekvenciás aktív eszközt tartalmazó áramkör és terhelése között izolátor van, az aktív eszköz által keltett, vagy felerősített teljesítmény lényegtelen veszteséggel jut el a hasznosítás helyére, míg a visszaverődő teljesítmény - az izolátoron disszipálva - nem kerülhet vissza az aktív eszközre. E reflexió védő kivitel rendkívül egyszerű. A célnak elvileg és a gyakorlati esetek jelentős részében meg is felel. A legjelentősebb hibája éppen az, hogy a reflektált teljesítmény magán az izolátoron disszipálódik. Ez közepes, de leginkább nagyteljesítmények esetén realizálási, vagy méret és súly problémákat vet fel. Az izolátorok ferrites eszközök, mélyekben a teljesítményt disszipáló ferrit lemezek (lapkák) sokszor rossz hűtési feltételekkel rendelkeznek. A képződött hő a ferritet gerjesztő mágneskört is befolyásolhatja és ezáltal (de enélkűl is) megnövelheti az áteresztő irányú csillapítást, szerencsétlen esetben tartós károsodás okozója lehet. Ezenkívül a nagyobb teljesítményű izolátorok drágák. A fentiek miatt az utóbbi időkben az izolátorok helyett egyre inkább cirkulátorokat alkalmaznak. A cirkulátorok az izolátorokkal szemben nem két, hanem három kapuval rendelkező ugyancsak ferrites nonreciprok eszközök. Tetszés szerinti kapun belépő teljesítmény a cirkulátoron megjelölt irányban levő következő kapun lép ki az eszközből. Eközben a teljesítményveszteség minimális. Amennyiben a cirkulátort reflexió elleni védelem céljára használják, a következőképpen járnak el. A cirkulátor valamelyik (tetszés szerinti) kapujához csatlakoztatják a védendő, aktív eszközt tartalmazó áramkört, s a megjelölt irányban levő következő kapuhoz a teljesítményt hasznosító eszközt (terhelést). A fennmaradó harmadik kapura egy olyan jól illesztett nagyfrekvenciás nyelőt (lezárót) kell helyezni, amely az aktív eszközt tartalmazó áramkör által kibocsátott teljesítmény tartós disszipálására képes. Ha az elrendezés a fenti összeállításban üzemel az aktív eszközt tartalmazó áramkör kimenő teljesítménye a cirkulátor áteresztő irányú csillapításán disszipálódó, rendszerint nem számottevő teljesítménytől eltekintve a hasznos terhelésre jut. Ha e terhelés nem tökéletesen illesztett az aktív eszközt tartalmazó áramkör-cirkulátor rendszerhez, teljesítmény reflexió keletkezik, amely a hasznos terheléshez kapcsolt cirkulátor kapura nézve beeső teljesítmény. Következésképpen az a kis csillapítással jut át a nyelővel lezárt kapura, s azt a fenti rendszerhez nagyfrekvenciásán jól illesztett nyelő teljes mértékben „felemészti”. Ily módon az aktív eszközt tartalmazó áramkörre nem jut vissza teljesítmény. Amennyiben a hasznos terhelés illesztése jelentősen elromlik, esetleg azt üzemközben eltávolítják, a fentihez képesti helyzet annyiban változik, hogy a hasznos terhelésről a korábbinál lényegesen nagyobb teljesítmény verődik vissza, s jut el a nyelőre, ami szélső esetben gyakorlatilag az aktív eszközt tartalmazó áramkör teljes kimenő teljesítménye lehet. A közöltekből nyilvánvaló, hogy a cirkulátorra magára csak az áteresztő irányú csillapításokból adódó veszteségi teljesítmény kerül, ami megfelelő kivitelezés esetén a ténylegesen áthaladó teljesítmény töredéke. Ennek megfelelően azonos áteresztett teljesítményt feltételezve egy cirkulátor mindig lényegesen kisebb méretű és súlyú lehet, mint egy izolátor. A cirkulátorhoz csatlakoztatott (reflektált teljesítményt disszipáló) nyelő höleadás szempontjából optimálisan méretezhető, így nemcsak a cirkulátor, hanem a cirkulátomyelő egység együttesen is. kisebb méretű és súlyú lehet, mint egy equivaíens izolátor. Ezen ismertetett eljárás és kivitel széles körben, elterjedten alkalmazott. Hátrányként az említhető, hogy a cirkulátorok ára relatíve elég magas és esetenként nehezen szerezhetők be. Találmányunk célja olyan megoldás biztosítása, amely az említett hátrányokat kiküszöböli, s mindezt oly módon, hogy a találmány szerinti elrendezés megtartja a korábbi megoldások műszaki előnyeit és egyszerűségét, ugyanakkor méretek és súly, valamint az előállítási költségek tekintetében azoknál kedvezőbb eredményt szolgáltat. Ennek megfelelően találmányunk kapcsolási elrendezés nagyfrekvenciás aktív eszközt, például félvezető eszközt, vagy haladóhullámú csövet, vagy hátrálóhullámú csövet tartalmazó áramkörben, például erősítőben, vagy oszcillátorban a nagyfrekvenciás aktív eszköz reflektált teljesítménytől való védelmére, különösen koaxális kimeneti csatlakozóval hasznos terhelésre kapcsolódó áramkör esetében, ahol- vagy a nagyfrekvenciás aktív eszközt tartalmazó áramkör és a hasznos terhelés közé irányérzékeny teljesítményosztó van kapcsolva, amelynek a reflektált teljesítménnyel arányos jelet tartalmazó leosztott mellékágára egyenirányító van kapcsolva és ennek kimenete automatika-áramkörre és/vagy kijelzőre van kapcsolva és a nagyfrekvenciás aktív eszközt tartalmazó áramkör tápegysége az automa-5 10 15 20 25 30 '35 40 45 50 55 60 65 3
