187213. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú átvitelű és reflexiójú nagy záró/nyitó csillapításviszonyú nagyfrekvenciás kapcsoló
2 187213 3 A találmány tárgya szélessávú átvitelű és reflexiójú nagy záró/nyitó csillapításviszonyú (on/off ratio) nagyfrekvenciás kapcsoló. A sokcsatornás adatátviteli rendszerekben pl. mikrohullámú rádiórelé-összeköttetések segédberendezéseiben a nemzetközi ajánlások (CCIR, KGST POTÁB) szigorú követelményeket támasztanak az egyes vonalak kapcsolásánál alkalmazott nagyfrekvenciás kapcsolóelemekre a csatornák közötti áthallás és a rossz lezárásokból adódó intermodulációs torzítások miatt. Az ideális kapcsoló nyitott állapotban rövidzárnak (csillapítás: OdB), zárt állapotban szakadásnak (csillapítás: «) tekinthető. Szokásos megoldás, hogy a szakadt pontokat Z0 hullámimpedanciával vagy rövidzárral zárja le a kapcsoló. Gyakorlatban az 1 dB alatti nyitócsillapítás kicsinek és a -10 dB feletti záró/nyitó csillapításviszony nagynak számít, és szélessávú realizálása nehéz műszaki feladat. Korszerű berendezésekben ma már szinte kizárólag tisztán elektronikus kapcsolókat alkalmaznak (10... 15 évvel ezelőtt relés kapcsolókat is használtak hasonló célokra). Az általunk ismert legjobb tulajdonságú kapcsolóban, melyet a 164 989 1. sz. „Extrém csillapítási tulajdonságú félvezetődiódás nagyfrekvenciás kapcsoló c-s átkapcsoló” című magyar szabadalmi leírás ismertet, diffúziós diódákkal felépített T tagot alkalmaznak erre a célra. Ezt egészítik ki sávszűrővé a jó reflexiós tulajdonságok elérése érdekében. Nagy zárócsillapítás biztosításához szükséges a földáramok közötti csatolás minimalizálása. Ezt mart tömb konstrukció alkalmazásával érik el. A kapcsoló műszaki adatai Átviteli sáv: 50.. .90 MHz Vezető ág reflexiós csillapítása: min. 33 dB Vezető ág beiktatási csillapítása: max. 0,2 dB Zárt ág csillapítása 70 MHz-en: min. 90 dB. A 164 9S9 1. sz. magyar szabadalom szerint megvalósított kapcsoló kiváló minőségű, azonban számos hátrányos tulajdonsága is van. — Reflexiós sávszélessége kicsi, a sávszűrővé kiegészítés miatt. — Prága konstrukciójú, mart tömbben van felépítve. — Egyedi behangolást igényel, ez munkaigényes, emiatt egy kapcsoló egy külön egység. Ismeretes a Híradásipari Kutató Intézet által kifejlesztett hibrid integrált kapcsoló elem (HIKI KF és video áramkörök katalógus, H1SÜ1 típusú Hibrid integrált kapcsoló). Ezt a kapcsolót kapcsoló mátrix, illetve különböző kapcsoló kombinóciók céljára dolgozták ki (pl. kommutátor berendezés) mikrohullámú berendezések 70± 15 MHz KF jelcinek kapcsolásához. A kapcsoló műszaki adatai Átviteli sáv: 70±15 MHz Vezető ág reflexiós csillapítása: nincs adat (kb. 16 dB) Vezető ág beiktatási csillapítása: max. 1,2 dB Zárt ág csillapítása 70 MHz-en: min. 70 dB A HIS—01 típuséi integrált kapcsoló elem olcsó, hangolást nem igényel, égj- egységbe több elem is beépíthető. Műszaki adatai azonban sokkal rosszabbak, mint az e'.őzőé, ezért a nemzetközi ajánlások teljesítéséhez több kapcsolót kell erősítővel elválasztva sorba kötni, így tulajdonképpen ez a megoldás is meglehetősen költ ;éges. A Daico gyártmányéi P;X 1000 1558 típusú kapcsoló MIC technológiával készült paraméterei jobbak, mint a HíS—01-é, de sokkal rosszabbak, mint a 164 9S9 1. sz. magyar szabadalom szerinti megoldásé. A Microwaves 1982. januári számában a Lorch cég (USA) kapcsolócsaládot ajánl, s mint két legjobb adatot adja meg az alábbi értékeket (nem biztos, bőgj* egy kapcsolóra'.): Vezető ág beiktatási csillapítása: 0,3 dB Zárt ág csillapítása: SO dB A Microwaves 1982. áprilisi számában a Daico Industries Inc. (USA) ismerteti a P/'X 10ÖC 155S típus kapcsolóját, melyet 20...2000 MHz-ig ajánl. A karakterisztikákból leolvasható adatok 70 MHz-en: Vezető ág reflexiós csillapítása: 28 dB Vezető ág beiktatási csillapítása: 0,6 dB Zárt ág csillapítása: 72 dB A találmány célja széles körben alkalmazható, műszaki paramétereiben a nemzetközi ajánlásokat túlteljesítő egyszerű felépítésű, jómincségű kapcsolóórámkor és kapcsolórendszer kialakítása. A megoldandó feladat nagyfrekvenciás jelek kapcsolására és tartalékoló típusú berendezésekhez kapcsolórendszer kialakítása. A feladat teljesítéséhez egyedi kapcsolót, váltókapcsolót, egyágú kapcsolót és osztókapcsolót dolgoztunk ki. Az egyedi és váltókapcsolók önmagukban, az osztókapcsoló és egyágú kapcsoló — egyszerűsített áramkörök (félkapesolók) — sorba kötve teljesítik a nemzetközi előírásokat. Az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolóeszközök al a pd ren d ez esc t mutatja. A 2. ábra a találmány szerinti előírt földelési sorrerdet mutatja. A -3. ábra a találmány szerinti megoldással kialakított egyedi kapcsoló. A 4. ábra a találmány szerinti megoldással kialakított X ágú osztókapcsoló. 4 találmány szerinti megoldás lényege a következő: a feladat megoldására az 1. ábra szerinti „L”, ,,T ”, „x” vagy csillag alakzatban elrendezett k kapcsolóeszközöket vagy ezek kombinációit építjük fel. A kapcsolóeszköz lehet tranzisztor, térvezérlésű tranzisztor (FET) vagy kiskapacitású kapcsolódióda. Á találmány szerinti megoldásnál feltételezzük, hogy a k kapcsolóeszköz vezető állapotában soros R—L taggal, zárt állapotúban pedig egy kapacitással modellé/ hető. Tipikus példa PIX kapcsolódióda alkalmazása. Megfelelő típust választva, a nyitóirányú ellenállása 1 ohmnál kisebb — elhanyagolható reflexiós hibát 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
