2. Структурные схемы мостовых усилителей

При необходимости обеспечить сложение мощностей нескольких усилительных модулей (УМ) можно воспользоваться различными вариантами построения структурной схемы. Если число УМ , то возможно каскадное соединение двухполюсных мостов (рис. 2). При произвольном N используют многополюсные мосты (рис. 3). Если N составляет несколько десятков и более, то применяют комбинации многополюсных мостов (рис. 4).

Рис. 2. Структурная схема усилителя с каскадным соединением мостов	Рис. 3. Структурная схема усилителя с многополюсными мостами

Рис. 4. Структурная схема усилителя с комбинацией многополюсных мостов

При построении многокаскадных усилителей возникают дополнительные варианты. Например, многокаскадный усилитель можно выполнить по схемам на рис. 5. В варианте на рис. 5,б упрощается цепь связи между каскадами и благодаря этому повышается к.п.д. и усиление, а также улучшаются полосовые свойства усилителя. Однако здесь предъявляются более высокие требования к идентичности фазовых и амплитудных характеристик каналов.

Рис. 5. Варианты схем многокаскадных мостовых усилителей

Иногда двухкаскадные усилители выполняют по схеме на рис. 5,в, в которой достигается значительная экономия деталей за счет некоторого снижения надежности. Однако может понадобиться включение фазовращателя для выравнивания фазовых набегов в каналах усиления.

3. Примеры схем мостов для деления и сложения мощности

На рис. 6...11 указаны соотношения сопротивлений элементов наиболее распространенных схем мостов, включенных в режиме сложения мощностей. В этом случае – сопротивление, в котором суммируются мощности генераторов. Если мост используется в режиме деления мощности, то под следует понимать внутреннее сопротивление генератора.

Рис. 6. Схемы синфазных мостов на линиях: а – многополюсные на N-входов; б – частных случай N=2

Синфазные мосты (рис. 6...8) и квадратурный мост (рис. 10,б) кроме развязки могут обеспечить необходимый коэффициент трансформации сопротивлений при соответствующем подборе параметра . Т-образные мосты (рис. 9) имеют фиксированный коэффициент трансформации, как и квадратурный мост (рис. 10,а). На рис. 10,в показана трансформирующая разновидность квадратурного моста.

Рис. 7. Переход от незаземленного балластного сопротивления к заземленному (а) и схема синфазного моста с заземленным балластным сопротивлением (б)

Рис. 8. Схемы синфазных мостов на сосредоточенных элементах: а – многополюсные на N-входов; б – частный случай N=2

Рис. 9. Схемы Т-образных мостов на сосредоточенных элементах

Недостатком мостов на рис. 6, 8, 9 и 10,б являются незаземленные балластные сопротивления, которые на СВЧ вносят дополнительные потери мощности за счет собственной паразитной емкости на корпус. Заземленные балластные сопротивления способны рассеивать большую мощность благодаря контакту с теплоотводом.

Систему незаземленных сопротивлений можно заменить системой заземленных. В простейшем случае (при ) такая замена показана на рис. 7,а. При этом мост рис. 6,б преобразуется в известное «гибридное кольцо» рис. 7,б.

Квадратурный мост на рис. 10,б можно получить из синфазного моста на рис. 6,б, добавив к одному из входов отрезок линии длиной . Мост на рис. 10,б имеет два преимущества перед мостом на рис. 10,а: он выполнен на трех линиях и позволяет трансформировать сопротивления. Его недостаток – незаземленное балластное сопротивление.

Рис. 10. Схемы квадратурных мостов на линиях: а – квадратный мост; б – квадратный мост, полученный из синфазного (рис. 8,б) добавлением отрезка линии длиной ; в – квадратный трансформирующий мост,

Рис. 11. Эквивалентная схема (а) и конструкция (б) квадратурного моста на связанных линиях

Квадратурный мост на связанных линиях (рис. 11) по сравнению с мостами на рис. 6...10 обеспечивает эффективную развязку в относительно широкой полосе частот (порядка октавы).