PL212749B1 - Mikrofalowy dzielnik mocy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest mikrofalowy dzielnik mocy znajdujący zastosowanie jako element pomiarowy, a także jako układ sumowania mocy dla mikrofalowych wzmacniaczy półprzewodnikowych.

Znanych jest wiele układów realizujących podział mocy mikrofalowej. Dość powszechnie stosuje się układy dzielników mocy w postaci struktur wykorzystujących kaskadowe połączenie bazowych układów dzielnika 1:2. Układami bazowymi mogą być zarówno struktury planarne jak i struktury falowodowe.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego Nr P.382708 falowodowy dzielnik mocy zawierający sondy współosiowe wprowadzane do wnętrza falowodu prostokątnego. Układ takiego dzielnika zapewnia skierowanie mocy sygnału mikrofalowego, transmitowanego falowodem prostokątnym z rodzajem fali elektromagnetycznej H10, do wyjść koncentrycznych o impedancji charakterystycznej 50 Ω, z równomiernym stosunkiem podziału mocy.

Wśród struktur planarnych znane są układy dzielników mocy Wilkinsona o liczbie wyjść większej niż dwa, ale układy te cechuje dość duży stopień komplikacji druku płytki drukowanej z powodu konieczności dołączenia do masy układu dodatkowych rezystorów obciążających. Natomiast kaskadowe połączenie wielu dzielników powoduje podwyższone straty własne.

Znane jest także rozwiązanie wielowrotowego dzielnika mocy w postaci rezonatora cylindrycznego pobudzanego sondą współosiową stanowiącą wejście układu, gdzie wyjściem jest zestaw falowodów dołączonych radialnie do rezonatora.

Mikrofalowy dzielnik mocy według wynalazku wyróżnia się tym, że do wejścia rezonatora cylindrycznego, utworzonego z odcinka falowodu kołowego zakończonego z obu stron metalowymi ściankami, wprowadzona jest osiowo przez otwór, w środku jednej z kołowych metalowych ścianek, linia współosiowa w postaci sondy wejściowej. Wyjściem układu jest osiem sond wyjściowych usytuowanych obwodowo na metalowej ściance, przeciwległej do metalowej ścianki zawierającej sondę wejściową. W metalową ściankę z sondą wejściową wkręcone są osiowo względem sond wyjściowych kołki strojące. Stosunek średnicy wnęki rezonatora cylindrycznego do jego wysokości zawiera się w zakresie 2.5 a 2.7, a średnica okręgu na którym rozmieszczone są sondy wyjściowe zawiera się w granicach 0.5 a 0,7 średnicy wnęki rezonatora cylindrycznego. Głębokość wprowadzenia sondy wejściowej i sond wyjściowych do wnętrza rezonatora cylindrycznego zawiera się w granicach 0.4 a 0.6 wysokości rezonatora cylindrycznego.

Mikrofalowy dzielnik mocy według wynalazku pozwala uzyskać minimalne straty własne w założonym paśmie pracy oraz równomierny podział mocy na osiem wyjść.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia widok rezonatora cylindrycznego od strony sond wyjściowych, zaś Fig. 2 - przekrój wzdłuż linii A-A na Fig. 1.

Odcinek falowodu kołowego o długości c, zakończony z obu stron metalowymi ściankami SK tworzy rezonator cylindryczny RC. Rezonator cylindryczny RC pobudzany jest sondą wejściową SWE wprowadzoną przez otwór w środku jednej z dwóch kołowych metalowych ścianek SK. Podanie sygnału wejściowego linią współosiową do sondy wejściowej SWE powoduje pojawienie się wewnątrz rezonatora cylindrycznego RC rozkładu pola elektromagnetycznego EM o preferowanym rodzaju typu E. Osiem sond wyjściowych SWY wprowadzonych przez otwory w przeciwległej kołowej metalowej ściance SK jest zanurzonych w polu elektromagnetycznym EM wewnątrz rezonatora. Położenie sond wyjściowych SWY jest tak dobrane, aby uzyskać jednakowe wartości sprzężeń z wnęką rezonansową. Pozwala to na odsprzęgnięcie jednakowych wartości mocy sygnału wejściowego w każdej z sond wyjściowych SWY. Głębokość e zanurzenia sondy wejściowej SWE i głębokość d zanurzenia ośmiu sond wyjściowych SWY, zawierają się w zakresie 0.4 a 0.6 wysokości wnęki c rezonatora cylindrycznego RC. Stosunek średnicy φa wnęki rezonansowej do jej wysokości c zawiera się w granicach 2.5a2.7, zaś średnica okręgu φό, na którym usytuowane są sondy wyjściowe SWY zawiera się w zakresie 0.5 a 0.7 średnicy wnęki φβ. Wymiary te są zoptymalizowane w celu uzyskania żądanego pasma pracy układu oraz minimalnych strat własnych przy założonym współczynniku podziału mocy 1:8.

W okrągłej metalowej ściance SK z sondą wejściową SWE usytuowanych jest osiem kołków strojących KS wkręcanych w otwory w ściance. Położenie tych kołków jest współosiowe z sondami wyjściowymi SWY. W ten sposób można, niezależnie dla każdej sondy wyjściowej SWY, dostrajać współczynnik odprzęgnięcia sygnału wejściowego.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Mikrofalowy dzielnik mocy zawierający rezonator cylindryczny pobudzany sondą, znamienny tym, że do wejścia rezonatora cylindrycznego (RC), utworzonego z odcinka falowodu kołowego zakończonego z obu stron metalowymi ściankami (SK), wprowadzona jest osiowo przez otwór, w środku jednej z kołowych metalowych ścianek (SK), linia współosiowa w postaci sondy wejściowej (SWE), zaś wyjściem układu jest osiem sond wyjściowych (SWY) usytuowanych obwodowo na metalowej ściance (SK), przeciwległej do metalowej ścianki (SK) zawierającej sondę wejściową (SWE), przy czym w metalową ściankę z sondą wejściową (SWE) wkręcone są osiowo względem sond wyjściowych (SWY) kołki strojące (KS), tymczasem stosunek średnicy wnęki (φβ) rezonatora cylindrycznego (RC) do jego wysokości (c) zawiera się w zakresie 2.5 + 2.7, a średnica okręgu (φ&) na którym rozmieszczone są sondy wyjściowe (SWY) zawiera się w granicach 0.5 + 0.7 średnicy wnęki (φ8) rezonatora cylindrycznego (RC), natomiast głębokość wprowadzenia sondy wejściowej (SWE) i sond wyjściowych (SWY) do wnętrza rezonatora cylindrycznego (RC) zawiera się w granicach 0.4 + 0.6 wysokości (c) rezonatora cylindrycznego (RC).