PL123732B3 - Hybrid directional coupler - Google Patents

Hybrid directional coupler Download PDF

Info

Publication number
PL123732B3
PL123732B3 PL21462979A PL21462979A PL123732B3 PL 123732 B3 PL123732 B3 PL 123732B3 PL 21462979 A PL21462979 A PL 21462979A PL 21462979 A PL21462979 A PL 21462979A PL 123732 B3 PL123732 B3 PL 123732B3
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
coupler
lines
microstrip
dielectric substrate
slit
Prior art date
Application number
PL21462979A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL214629A1 (en
Inventor
Ryszard Vogel
Piotr Debicki
Original Assignee
Politechnika Gdanska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Gdanska filed Critical Politechnika Gdanska
Priority to PL21462979A priority Critical patent/PL123732B3/en
Publication of PL214629A1 publication Critical patent/PL214629A1/xx
Publication of PL123732B3 publication Critical patent/PL123732B3/en

Links

Landscapes

  • Microwave Amplifiers (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowy siprze- gacz kierunkowy. Sprzegacz ten moze byc wyko¬ rzystywany w konstrukcjach wielu ukladów mikro¬ falowych, takich jak mieszacze zrównowazone, mo¬ dulatory fazy i amplitudy, wzmacniacze tranzysto¬ rowe, stosowanych docelowo w urzadzeniach radio¬ komunikacyjnych i radiolokacyjnych.Znany z opisu patentowego nr 120756 hybrydowy sprzegacz kierunkowy, spelniajacy analogiczne funkcje, wykonany jest w formie trójisekcyjnej, przy uzyciu wspólpracujacych z soba linii mikro- paskowych i szczelinowej. Sekcja srodkowa sprze¬ gacza trójsekcyjnego zrealizowana jest przy uzy¬ ciu linii mikropaskowej i szczelinowej, usytuowa¬ nych po przeciwnych stronach wspólnego podloza dielektrycznego, przy czym linia szczelinowa utwo¬ rzona jest poprzez usuniecie czesci metalu w plasz¬ czyznie ekranujacej, stanowiacej jeden z dwóch przewodów linii mikropaskowej. Naniesiona na gór¬ nej powierzchni podloza dielektrycznego linia mi- kropaskowa, bedaca jedna z linii tworzacych srod¬ kowa sekcje sprzegacza, rozgalezia sie na obu swych koncach, na dwie linie mikropaskowe, stanowiace zewnetrzne sekcje sprzegacza. Linia szczelinowa zrealizowana jest po przeciwnej stronie podloza i to w taki sposób, ze jej os symetrii oraz os symetrii linii mikropaskowej leza w jednej plaszczyznie, prostopadlej do powierzchni podloza. Dlugosci obu linii sa w przyblizeniu równe, przy czym linia szczelinowa jest obustronnie zakonczona rozwarcia- 10 20 25 30 mi, zrealizowanymi w postaci wytrawionych w plaszczyznie ekranujacej obszarów o ksztalcie „dzwonowatym,\ Wymiary i ksztalt tych obszarów wynikaja z rozmiarów zewnetrznych sekcji sprze¬ gacza.W wyniku wspóldzialania linii mikropaskowej i szczelinowej uzyskuje sie silne, 2-decybelowe sprzezenie srodkowej sekcji sprzegacza, natomiast sekcje zewnetrzne, dzieki wytrawionym pod linia¬ mi mikropaskowymi otworom, stanowiacym jedno¬ czesnie rozwarcia linii szczelinowej, charakteryzuja sie duza kierunkowoscia, zapewniajac przy tym wymagane sprezenie 20 dB.Teoretycznie, sprzegacz ten umozliwia osiagniecie idealnego dopasowania WFS = 1 oraz nieskonczenie wielkiej kierunkowosci D w calym zakresie czesto¬ tliwosci od 0 do <», natomiast charakterystyka sprzezenia zawiera sie w zakresie 3—3,5 dB w pas¬ mie czestotliwosci ^1^ = 3:1. W praktyce, ekspe¬ rymentalnie okreslone charakterystyki sprzezenia sa bardzo zblizone do teoretycznych. Istniejace, nie¬ wielkie róznice wynikaja ze stratnosci linii mikro¬ paskowej i szczelinowej. Charakterystyki wspól¬ czynnika fali stojacej WFS i kierunkowosci D za¬ leza przede wszystkim od jakosci wykonania sprze¬ gacza. Typowe wartosci tych parametrów, osiagane w pasmie pracy sprzegacza, przyjmuja wartosci od¬ powiednio równe: WFS < 1,2; D20dB.Istota rozwiazania wedlug wynalazku polega na tym, ze sekcje zewnetrzne sprzegacza trójsekcyjne- 123 732123 732 3 10 15 go sa sprzezonymi liniami ikoplanarnymi, których wszystkie przewody usytuowane sa na jednej po¬ wierzchni podloza dielektrycznego. Konce sprzezo¬ nych z soba przewodów linii koplanarnych polaczo¬ ne sa z linia mikropaskowa, która wraz z linia szczelinowa tworzy silnie sprzezona sekcje srodko¬ wa sprzegacza, wykonana analogicznie, jak w przy¬ padku sprzegacza wedlug (patentu nr 120756, z tym jednak, ze obustronne rozwarcia linii szczelinowej nie wymagaja specjalnego uksztaltowania ; utwo¬ rzone sa w wyniku usuniecia ekranujacej warstwy metalowej w obszarze zawartym poza srodkowa sekcja sprzegacza.W rozwiazaniu wedlug wynalazku, charakteryzu¬ jacym sie "identycznym dzialaniem, wlasnosciami i parametrami, jak rozwiazanie bedace przedmio¬ tem patentu glównego, uzyskuje sie dodatkowe ko¬ rzysci, wynikajace z usytuowania wszystkich wrót sprzegacza naJediJej powierzchni podloza dielek¬ trycznego. Jest to wielka zaleta sprzegacza w przy- 20 padku stosowania go w konstrukcjach mikrofalo¬ wych wzmacniaczy tranzystorowych, a szczególnie w przypadku wzmacniaczy z tranzystorami polowy¬ mi FET.Przedmiot wynalazku w przykladzie wykonania 25 uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia trójsekcyjny koplanarno-mikropasko- wo-szczelinowy hybrydowy sprzegacz kierunkowy w widoku z góry, fig. 2 — widok z dolu tego sprze¬ gacza, fig. 3 — przekrój A-A sprzegacza. 30 Koplanarno^mikropaskowo-szczelinowy hybrydo¬ wy sprzegacz kierunkowy sklada sie z linii mikro- paskowej 1 o dlugosci równej V4X, gdzie X oznacza dlugosc fali w linii, odpowiadajaca czestotliwosci -srodkowej sprzegacza, rozgaleziajacej sie po obu stronach na dwie sprzezone z soba linie koplanarne 2, równiez o dlugosci y^, zakonczone koplanarny- mi liniami doprowadzajacymi 3, przy czym wszyst¬ kie te linie wraz z przewodami zewnetrznymi 7 linii koplanarnych naniesione sa na podlozu die¬ lektrycznym 4. Na drugiej stronie podloza nanie¬ siona jest warstwa metalowa 5, a w niej wytrawio¬ na jest szczelina 6, tworzaca rozwarta na obu kon¬ cach linie szczelinowa o dlugosci y^.Wymiary poprzeczne linii mikropaskowej 1 ko¬ planarnych linii sprzezonych 2 oraz linii szczelino¬ wej 6 sa tak dobrane, aby impedancje charaktery¬ styczne Zl9 Zoe, Zoo i Z2 tych prowadnic byly odpo¬ wiednio równe wartosciom identycznym jak poda¬ ne w opisie patentowym patentu glównego: Zt — = l,48Zo; Zoe = 1,HZ0; Zoo = 0,905Zo; Za = 0,76Zo, gdzie Z0 oznacza przyjeta wartosc impedancji cha¬ rakterystycznej linii doprowadzajacych 3.Zastrzezenie patentowe Hybrydowy sprzegacz kierunkowy, zawierajacy trzy sekcje o dlugosciach lJ^K, przy czym sekcje srodkowa o silnym sprzezeniu tworza linie mikro¬ paskowa i szczelinowa o osiach symetrii, lezacych w plaszczyznie prostopadlej do podloza dielektrycz¬ nego, na którego przeciwleglych powierzchniach je wykonano wedlug patentu nr 120756, znamienny tym, ze sekcje zewnetrzne o slabym sprzezeniu, utwo¬ rzone sa przez koplanarne linie sprzezone (2), któ¬ rych wszystkie przewody usytuowane sa na jednej powierzchni podloza dielektrycznego (4).A—l - W fo* A-A fo3 ZGK, Druk. im. K. Miarki w Mikolowie, zam. 8158/1110/84, 85 Cena zl 100,— PLThe present invention relates to a hybrid directional timer. This coupler can be used in the construction of many microwave systems, such as balanced mixers, phase and amplitude modulators, transistor amplifiers, ultimately used in radio communication and radar devices. The hybrid coupler known from patent description No. 120756 is directional, fulfilling analogous functions, is made in a three-section form, with the use of cooperating microstrip and slit lines. The middle section of the three-section coupler is made using a microstrip and a slit line on opposite sides of the common dielectric substrate, the slotted line being formed by removing a part of the metal in the shielding plane, which is one of the two wires. microstrip line. The microstrip line, which is one of the lines forming the center section of the coupler, is drawn on the upper surface of the dielectric substrate and branches at both ends into two microstrip lines, which constitute the outer sections of the coupler. The slit line is realized on the opposite side of the substrate, in such a way that its axis of symmetry and the axis of symmetry of the microstrip line lie in one plane, perpendicular to the surface of the substrate. The lengths of both lines are approximately equal, the slit line is ended on both sides with an opening - 10 20 25 30 m, realized in the form of bell-shaped areas etched in the shielding plane, \ The dimensions and shape of these areas result from the dimensions of the external sections of the coupler As a result of the interaction of the microstrip line and the slit line, a strong, 2-decibel coupling of the central section of the coupler is obtained, while the outer sections, thanks to the holes etched under the microstrip lines, which simultaneously open the slit line, are characterized by a large directionality, ensuring the required compression 20 dB. Theoretically, this coupler allows you to achieve a perfect fit WFS = 1 and infinitely great directivity D over the entire frequency range from 0 to <», while the feedback characteristic is in the range of 3 - 3.5 dB in the frequency band ^ 1 ^ = 3: 1. In practice, the experimentally determined characteristics of the coupling are very close to theoretical ones. The existing slight differences are due to the loss of the microstrip and slit lines. The characteristics of the standing wave ratio WFS and directivity D depend primarily on the quality of the coupler. Typical values of these parameters, achieved in the operating band of the coupler, take the values respectively equal: WFS <1.2; The essence of the solution according to the invention is that the outer sections of the three-section coupler are coupled icoplanar lines, all of which are located on one surface of the dielectric substrate. The ends of the interconnected conductors of the coplanar lines are connected to the microstrip line, which together with the slit line forms a strongly interconnected middle section of the coupler, made analogously to the coupler according to (patent no. 120756, however, that the double-sided openings of the slit line do not require special shaping; they are created by removing the shielding metal layer in the area outside the central section of the coupler. In the solution according to the invention, characterized by "identical operation, properties and parameters as the solution being the subject matter. With the main patent, additional benefits are obtained, resulting from the location of all the coupler doors on one surface of the dielectric substrate.This is a great advantage of the coupler when used in the design of microwave transistor amplifiers, and particularly in the case of amplifiers with FETs. Object of the invention by example 1 is a top view of a three-section coplanar-microstrip-slit hybrid coupler, Figure 2 is a bottom view of the coupler, Figure 3 is a section A-A of the coupler. 30 The coplanar microstrip-slit hybrid directional coupler consists of a microstrip line 1 with a length equal to V4X, where X is the wavelength in the line, corresponding to the center frequency of the coupler, branching on both sides into two interconnected coplanar lines 2, also with a length of y, terminated with coplanar feed lines 3, all of these lines, together with the external conductors 7 of the coplanar lines, are drawn on the dielectric substrate 4. On the other side of the substrate a metal layer 5 is applied. and in it a slit 6 is etched, forming a slit line of length y open at both ends. The transverse dimensions of the microstrip line 1 of the co-planar lines 2 and the slit line 6 are selected in such a way that the characteristic impedances Zoe, Zoo and Z2 of these guides were respectively equal to the values given in the patent specification of the main patent: Zt - = 1.48Zo; Zoe = 1, HZ0; Zoo = 0.905Zo; Z0 = 0.76Zo, where Z0 stands for the assumed value of the characteristic impedance of the feeder lines. 3.Patent disclaimer Hybrid directional coupler, containing three sections with lengths 10 K, where the middle sections with strong coupling create micro-stripe and slit lines with axes symmetry, lying in a plane perpendicular to the dielectric substrate, on the opposite surfaces of which they were made according to patent No. 120756, characterized in that the outer sections with weak connection are formed by coplanar interconnected lines (2), which all conductors are situated on one surface of the dielectric substrate (4). A — l - W fo * AA fo3 ZGK, Druk. them. K. Miarka in Mikołów, residing in 8158/1110/84, 85 Price PLN 100, - PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Hybrydowy sprzegacz kierunkowy, zawierajacy trzy sekcje o dlugosciach lJ^K, przy czym sekcje srodkowa o silnym sprzezeniu tworza linie mikro¬ paskowa i szczelinowa o osiach symetrii, lezacych w plaszczyznie prostopadlej do podloza dielektrycz¬ nego, na którego przeciwleglych powierzchniach je wykonano wedlug patentu nr 120756, znamienny tym, ze sekcje zewnetrzne o slabym sprzezeniu, utwo¬ rzone sa przez koplanarne linie sprzezone (2), któ¬ rych wszystkie przewody usytuowane sa na jednej powierzchni podloza dielektrycznego (4). A—l - W fo* A-A fo3 ZGK, Druk. im. K. Miarki w Mikolowie, zam. 8158/1110/84, 85 Cena zl 100,— PL1. Claim A hybrid directional coupler comprising three sections with a length of 10 K, the strongly coupled middle sections forming a microstrip and a slotted line with symmetry axes lying in a plane perpendicular to the dielectric substrate on which their opposite surfaces are was made according to patent no. 120756, characterized in that the weakly coupled outer sections are formed by coplanar interconnecting lines (2), all conductors of which are located on one surface of the dielectric substrate (4). A — l - W fo * A-A fo3 ZGK, Print. them. K. Miarka in Mikołów, residing in 8158/1110/84, 85 Price PLN 100, - PL
PL21462979A 1979-04-02 1979-04-02 Hybrid directional coupler PL123732B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21462979A PL123732B3 (en) 1979-04-02 1979-04-02 Hybrid directional coupler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21462979A PL123732B3 (en) 1979-04-02 1979-04-02 Hybrid directional coupler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL214629A1 PL214629A1 (en) 1980-12-15
PL123732B3 true PL123732B3 (en) 1982-11-30

Family

ID=19995510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL21462979A PL123732B3 (en) 1979-04-02 1979-04-02 Hybrid directional coupler

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL123732B3 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL214629A1 (en) 1980-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108493602B (en) A dual-polarized duplex antenna and a dual-frequency base station antenna array formed thereof
JP3440909B2 (en) Dielectric resonator, inductor, capacitor, dielectric filter, oscillator, dielectric duplexer, and communication device
CN114552210A (en) A low profile millimeter wave filter antenna
CN106252872A (en) Same polarization micro-strip duplexed antenna array
CN113745787B (en) Signal converter and microstrip line-waveguide signal conversion device
EP0984504B1 (en) Transverse electric or quasi-transverse electric mode to waveguide mode transformer
Moubadir et al. A Switched Beamforming Network for 5G Modern Wireless Communications Applications.
US3946339A (en) Slot line/microstrip hybrid
US4578652A (en) Broadband four-port TEM mode 180° printed circuit microwave hybrid
CN112117535B (en) A 5G millimeter wave electromagnetic hybrid dual-polarization MIMO antenna array
US4023123A (en) Microstrip reverse-phased hybrid ring coupler
CN206076497U (en) Same polarization micro-strip duplexed antenna array
EP1318563B1 (en) Transmission line and transceiver
CN109768379A (en) A dual linearly polarized ultra-wideband compact antenna
CN115207591A (en) Strong coupling strip line and microwave element containing same
US3497832A (en) Radio frequency transmission line tee hybrid
PL123732B3 (en) Hybrid directional coupler
US3560887A (en) Directional filter comprising a resonant loop coupled to a transmission line pair
Shahi et al. N-way planar balanced-to-balanced series feeding network for balanced frequency-scanning phased array
CN114335992A (en) Broadband dual-polarized filtering antenna applied to 4G/5G hybrid base station system
Soodmand et al. Hybrid coupler for compact ultra-wideband UHF transceivers
JPS6153885B2 (en)
CN105244582A (en) Wideband balun based on microstrip line-slot structure
CN107634330B (en) A Grounded Coplanar Waveguide Duplexer Antenna
CN116547864A (en) Dual-polarized substrate integrated 360-degree beam steering antenna