Przedmiotem wynalazku jest mikroliniowy sprzegacz kierunkowy o silnym sprzezeniu zali¬ czany do klasy sprzegaczy typu zblizeniowego.Wszystkie powszechnie stosowane sprzegacze^sa sprzegaczami w wiekszosci symetrycznymi, tzn. charakteryzuja sie symetria znamionowych impedancji wrót. Wedlug stanu dotychczasowej wiedzy i techniki sprzegacze symetryczne konstruuje sie z linii sprzezonych wzajemnie symetry¬ cznych. Dla osiagniecia wysokich kierunkowosci nalezy dodatkowo spelniac warunek wyrówny¬ wania predkosci fazowych modów fal propagowanych w sprzegaczu. Potwierdzeniem tej tezy jest na przyklad przedstawiony w opisie patentowym US nr 4 375 053, sprzegacza silnie sprzezonego na wzajemnie symetrycznych liniach paskowych sprzezonych ze soba szerokimi bokami i calkowicie zawartych w jednorodnym osrodku dielektrycznym. Inny sprzegacz ale w osrodku dielektrycznym niejednorodnymjak na przyklad opisany w artykule K. Sachse wygloszonym w referacie na II Krajowej Konferencji Mikrofalowej Elektroniki Ciala Stalego, MECS 1971, Zakopane, str. 175-184, charakteryzuje sie zamknieciem obszaru szczeliny sprzegajacej pod dodatkowa prowad¬ nica na potencjale swobodnym, tak aby sprzezenie odbywalo sie scisle wewnatrz dielektryka. W tej konstrukcji chodzi równiez o zachowanie wzajemnej symetrii linii sprzezonych poprzez szczeline.Linia na potencjale swobodnym nie prowadzi niezaleznych modów fal, ale tylko superpozycje fal wzbudzanych niezaleznie przez linie bezposrednio ze soba sprzezone dolaczone do wrót sprzegacza.Innym przykladem ilustrujacym powszechne przekonanie o koniecznosci uzycia linii wzaje¬ mnie symetrycznie sprzezonych, jest przedstawiony w opisie patentowym DE 3 340 566, sprzegacz z linii paskowych w osrodku dielektrycznie niejednorodnym, ale spiralnie ze soba skreconych tak, aby kazda z prowadnic byla w usrednieniu za cala dlugosc sprzegaczajednakowo odlegla od masy, tzn. aby obie byly jednakowo symetryczne wzgledem siebie. Powszechnosc symetryzacji wzajemnej linii sprzezonych, znana i respektowana jest nie tylko w dziedzinie sprzegaczy, ale i symetryzato-2 149 017 rów, jak na przyklad w opisie patentowym US nr 4395 562, gdzie, opisana jest konstrukcja podwójnego symetryzatora wykorzystujacego linie paskowe symetrycznie sprzezone ze soba sze¬ rokimi bokami ale poprzez tylko jedna warstwe dielektryczna i w oddaleniu od wspólnej plaszczy¬ zny masy. Dotychczasowa teoria sprzegaczy nie wskazuje na to, by sprzegacze symetryczne nalezalo konstruowac z prowadnic inaczej niz symetrycznie wzajemnie sprzezonych.Odstepstwo od powszechnej praktyki konstruowania sprzegaczy symetrycznych na mikroli- niach paskowych stanowi sprzegacz wedlug polskiego opisu patentowego nr 131 306. Znany z tego opisu patentowego sprzegacz kierunkowy konstrukcji mikrolinowej o silnym sprzezeniu sklada sie z dwóch prowadnic falowych w postaci pasków metalizacji umieszczonych na jednostronnie metalizowanym od spodu podlozu dielektrycznym w taki sposób, zejedna prowadnica znajduje sie nad druga i jest oddzielona od niej cienka warstwa dielektrycznego podloza górnego. Charaktery¬ styczny dla tej konstrukcji efekt silnego sprzezenia jest rezultatem sprzegania sie prowadnic w obszarze ograniczonym ich szerokimi bokami i wypelnionym materialem dielektrycznym. Kons¬ trukcja ta jest jedank silnie niesymetryczna w swoim przekroju poprzecznym, a jej elektryczne zrównowazenie jest mozliwe dla okreslonego doboru materialów obu warstw podlozy, oraz ich grubosci i szerokosci pasków prowadnic. Skutkiem niesymetrii geometrycznej jest róznica pred¬ kosci fazowych fal pobudzanych w rodzaju parzystym; inna jest predkosc fazowa fal prowadzo¬ nych przez prowadnice górna, a inna fal prowadzonych przez prowadnice dolna. Wykorzystanie prowadnic sprzezonych dla sprzegacza o dobrych parametrach kierunkowych przy takim zrózni¬ cowaniu predkosci wymaga uzycia kontrolowanego niezrównowazenia elektrycznego, które jest cecha charakterystyczna omawianej konstrukcji.W zwiazku z niezrównowazeniem rozpatruje sie ogólniejszy typ obu rodzajów fal, synfazowy i ntyfazowy, zamiast parzystego i nieparzystego, które sa wlasciwe liniom elektrycznie zrówno¬ wazonym.Istota wynalazku jest konstrukcja mikroliniowego sprzegacza kierunkowego o silnym sprze¬ zeniu wykorzystujaca dwa cwiercfalowe odcinki sprzezonych prowadnic falowych. Jedna z nich zwana dolna umieszczona jest najednostronnie metalizowanym od spodu podlozu dielektrycznym zwanym podlozem dolnym, a druga zwana górna jest umieszczona nad nia i rozdzielona od prowadnicy dolnej cienka warstwa drugiego podloza dielektrycznego zwanego podlozem górnym.Prowadnice dolaczone sa do czterech wrót zewnetrznych sprzegacza o jednakowych znamiono¬ wych impedancjach wejsciowych i stanowia pare niezrównowazonych prowadnic sprzezonych, róznie oddalonych od masy, z których kazda charakteryzuje sie pojemnoscia wlasna do masy znacznie rózniaca sie od pojemnosci wlasnej prowadnicy drugiej. Obie prowadnice lacznie charak¬ teryzuja sie tylko dwoma rodzajami fal prowadzonych i sprzeganych ze soba w sprzegaczu pomiedzy prowadnica górna i prowadnica dolna. Prowadnica dolna polozna na wierzchniej stronie podloza dolnego sklada sie z dwóch jednakowych pasków metalizacji równoleglych wzgledem siebie i rozdzielonych szczelina o szerokosci co najmniej równej szerokosci kazdego z pasków prowadnicy dolnej, bezposrednio ze soba polaczonych na obu krancach cwiercfalowego odcinka sprzegacza.Przedmiot wynalazku w przykladzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok sprzegacza z góry, fig. 2 — przekrój poprzeczny sprzegacza, fig. 3 — rozklad pola pobudzanego miedzy prowadnicami w rodzaju antyfazowym, a fig. 4 — rozklad takiego pola w rodzaju synfazowym.Sprzegacz sklada sie z dwóch odcinków prowadnic: dolnej Xl. X2 i górnej Y umieszczonych na wierzchniej stronie jednostronnie metalizowanego od spodu podloza dolnego P w taki sposób, ze prowadnica górna znajduje sie nad prowadnica dolna do niej równolegla na calej dlugosci sprzega¬ cza i jest od niej oddzielona warstwa dielektryczna górnego podloza N, a jej krance dolaczone sa do wrót izolowanych II i sprzezonych IV. Prowadnica dolna sklada sie z dwóch pasków metalizacji Xl i X2 rozdzielonych od siebie szczelina Z, a bezposrednio ze soba polaczonych na obu krancach sprzegacza w miejscach bezposrednio dolaczonych do wrót wejsciowych I i transmisyjnych III.Szerokosc s pasków prowadnicy dolnej Xl i X2 oraz szerokosc d szczeliny Z miedzy nimi jak i szerokosc w prowadnicy górnej Y sa zalezne od zalozonego sprzezenia nominalnego, stalych materialów uzytych na oba podloza i obranej grubosci h i H obu podlozy dolnego i górnego, jak tez149 017 3 obranego poziomu impedancji wrót sprzegacza. Szerokosc d szczeliny Z jest w przyblizeniu równa lub wieksza od szerokosci s pasków Xl i X2.Przykladowo sprzegacz wykonany jest na podlozu z ceramiki alundowej (AI2O3) o grubosci 1,50 mm, przy uzyciu ceramiki alundowej na podloze górne o grubosci 0,30 mm. Metalizacje pasków prowadnic i spodniej warstwy podloza wykonane sa przy uzyciu technologii cienkowar¬ stwowej wlasciwej dla mikrofalowych ukladów typu hybrydowego.Rezultatem konstrukcji jest wyrównanie predkosci fazowych miedzy skladowymi falami rodzaju pobudzenia synfazowego, prowadzonymi przez poszczególne prowadnice. Fala tego rodzaju prowadzona przez prowadnice dolna jest dobrze skupiona w warstwie podloza dolnego (fig. 4), podczas gdy fala prowadzona przez prowadnica górna ma skladowa rozproszona na zewnatrz struktury i skladowa skupiona w srodku struktury, zamykajaca sie do masy poprzez szczeline Z w prowadnicy dolnej. Celem takiej konstrukcji jest wytworzenie tej skladowej skupio¬ nej, która stanowi o impedancji dla pobudzenia synfazowego, a prowadzonajest scisle w materiale dielektrycznym. Dobór szerokosci d szczeliny Z i szerokosci s pasków Xl i X2 prowadnicy dolnej ma na celu zapewnienie takiej ilosci energii niesionej przez skladowa centralna fali prowadnicy górnej Y w rodzaju synfazowym, aby energia skladowej rozproszonej byla relatywnie niewielka.Natomiast dla rodzaju antyfazowego istnienie szczeliny ma znaczenie znikome o ile paski prowad¬ nicy dolnej znajduja sie bezposrednio pod prowadnica górna, a stosunek grubosci H/h obu podlozy jest wystarczajaco duzy (fig. 3).Sprzegacz omawianej konstrukcji zachowuje wszystkie zalety elektryczne sprzegacza o kons¬ trukcji jak w opisie patentowym nr 131 306 lecz ponadto ulatwia projektowanie przez mozliwosc wykorzystania linii zrównowazonych dla kompensacji róznic predkosci fazowych.Sprzegacz wedlug wynalazku jest przeznaczony do wykorzystania w mikrofalowych ukladach scalonych. * Zastrzezenie patentowe Mikroliniowy sprzegacz kierunkowy o silnym sprzezeniu skladajacy sie z dwóch cwiercfalo- wych odcinków sprzezonych prowadnic falowych, z których jedna zwana dolna umieszczona jest *¦ na jednostronnie metalizowanym od spodu podlozu dielektrycznym zwanym podlozem dolnym, a druga zwana górna jest umieszczona nad nia i rozdzielona od prowadnicy dolnej cienka warstwa drugiego podloza dielektrycznego zwanego podlozem górnym, i dolaczonych do czterech wrót zewnetrznych sprzegacza o jednakowych znamionowych impedancjach wejsciowych, przy czym stanowiacych pare niezrównowazonych prowadnic sprzezonych, róznie oddalonych od masy, z których kazda charakteryzuje sie pojemnoscia wlasna do masy znacznie rózniaca sie od pojemnosci wlasnej prowadnicy drugiej, a obie prowadnice lacznie charakteryzuja sie tylko dwoma rodzajami fal prowadzonych i sprzeganych ze soba w sprzegaczu pomiedzy prowadnica górna i prowadnica dolna, znamienny tym, ze prowadnica dolna polozona na wierzchniej stronie podloza dolnego (P) sklada sie z dwóch jednakowych pasków metalizacji (Xl, X2) równoleglych wzgledem siebie i rozdzielonych szczelina o szerokosci co najmniej równej szerokosci kazdego z pasków prowadnicy dolnej, bezposrednio ze soba polaczonych na obu krancach cwiercfalowego odcinka sprzegacza.149 017 i N P 4- II-+ i ! /- ii T w u i II I o iT~r A-m -X1 -X2 -iv FIG. 2 ZHP FIG. 4 FIG. 3 Pracownia Poligraficzna UP RP. Naklad 100 egz.Cena 1500 zl PL