RU131905U1 - Интегральный настроечный сверхвысокочастотный фазовращатель - Google Patents
Интегральный настроечный сверхвысокочастотный фазовращатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU131905U1 RU131905U1 RU2013117155/08U RU2013117155U RU131905U1 RU 131905 U1 RU131905 U1 RU 131905U1 RU 2013117155/08 U RU2013117155/08 U RU 2013117155/08U RU 2013117155 U RU2013117155 U RU 2013117155U RU 131905 U1 RU131905 U1 RU 131905U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microstrip
- lines
- phase
- shifting section
- microwave
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Интегральный настроечный сверхвысокочастотный (СВЧ) фазовращатель, содержащий полностью металлизированную с одной стороны и заземленную диэлектрическую подложку, на другой стороне которой размещены входная и выходная микрополосковые линии, а также располагаемую между ними фазосдвигающую секцию, состоящую из отрезков микрополосковых линий, соединяемых, при необходимости, металлическими перемычками, отличающийся тем, что фазосдвигающая секция включает в себя две связанные друг с другом электромагнитной связью и соединенные между собой посередине микрополосковой перемычкой параллельные микрополосковые линии (левую и правую), причем концы правой линии свободны, а концы левой подключены к входной и выходной микрополосковым линиям, кроме того, в местах подключений со стороны и перпендикулярно левой линии расположено по два разомкнутых на концах коротких настроечных микрополосковых отрезка, подключаемых к левой линии фазосдвигающей секции, при необходимости, настроечными металлическими перемычками, с помощью которых, а также тех, которые могут устанавливаться в области электромагнитной связи правой и левой линий, настройка СВЧ фазовращателя осуществляется как дискретно, так и плавно.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области микроэлектроники, а именно, к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике, и может быть использована в микрополосковых устройствах, в частности, в фазированных антенных решетках.
Известен подстроечный полосковый фазовращатель [1], состоящий из меандрового проводника, нанесенного на диэлектрическую подложку, с обратной стороны которой расположено заземляемое основание, и управляющей пластины на другой диэлектрической подложке. Управляющая пластина, перекрывающая участки связи соседних полосок меандрового проводника, заземляется на основание сосредоточенной или распределенной на некотором участке длины переменной емкостью, в качестве которой может служить емкостной винт или варикап.
Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная наличием двухслойной диэлектрической подложки с одной стороны, и емкостного винта или варикапа, расположенного в крышке корпуса перпендикулярно схеме фазовращателя, с другой.
Известен также проходной диодный фазовращатель на переключаемых отрезках микрополосковых линий передачи [2], в котором изменение фазы коэффициента передачи при переключении диодов происходит в результате изменения пути прохождения волны по двум различной длины отрезкам.
Недостатком такого фазовращателя с применением диодов является температурная нестабильность, а также сложность конструкции, обусловленная необходимостью применения драйвера для управления диодами и, как следствие, пониженная надежность.
Наиболее близким техническим решением, прототипом, является фазосдвигающая конструкция, изображенная на фиг.1, состоящая из металлизированной заземленной диэлектрической подложки, на которой размещаются входная 1 и выходная 2 микрополосковые линии, а между ними располагается фазосдвигающая секция 3 фазовращателя, состоящая из переключаемых микрополосковых отрезков линий передачи различной длины, соединяемых при необходимости металлическими перемычками [3]. Здесь отрезки переключаются с помощью перемычек 4, которые располагаются в зазорах между ними так, что, например, включение отрезка L так, как показано на фиг.1а, соответствует наименьшему фазовому сдвигу, а включение отрезков, изображенных на фиг.1б - максимальному фазовому сдвигу.
Прототип хотя и обладает температурной стабильностью, однако имеет недостатки, к которым относятся:
- дискретная, а следовательно неточная установка фазового сдвига, причем число дискретов определяется количеством поперечных микрополосковых отрезков;
- уменьшение надежности устройства при сокращении величины дискрета (при заданной величине максимального фазового сдвига), так как в этом случае растет число переключаемых отрезков и количество перемычек.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, заключается в улучшении технических характеристик в части повышения точности настройки фазового сдвига интегрального фазовращателя, компактности его топологии, высокой надежности работы при сохранении температурной стабильности его характеристик.
Этот технический результат достигается тем, что в интегральном настроечном СВЧ фазовращателе, содержащем полностью металлизированную с одной стороны и заземленную диэлектрическую подложку, на другой стороне которой размещаются входная и выходная микрополосковые линии, а между ними располагается фазосдвигающая секция СВЧ фазовращателя, состоящая из отрезков микрополосковых линий, соединяемых, при необходимости, металлическими перемычками, при этом фазосдвигающая секция выполнена в виде двух связанных друг с другом электромагнитной связью и соединенных между собой посередине микрополосковой перемычкой параллельных микрополосковых линий (левой и правой), причем концы правой линий свободны, а концы левой подключены к входной и выходной микрополосковым линиям. В местах подключений со стороны и перпендикулярно левой линии расположено по два разомкнутых на концах коротких настроечных микрополосковых отрезка, подключаемых к левой линии фазосдвигающей секции, при необходимости, настроечными металлическими перемычками. Имеется также возможность установки настроечных металлических перемычек в области электромагнитной связи правой и левой линий. При помощи металлических перемычек настройка СВЧ фазовращателя осуществляется как дискретно, так и плавно.
Конструкция предлагаемого узла представлена на фиг.2а.
Заявляемый интегральный настроечный СВЧ фазовращатель содержит полностью металлизированную с одной стороны и заземленную диэлектрическую подложку, на другой стороне которой размещены входная микрополосковая линия 1, выходная микрополосковая линия 2, а также включенная между ними фазосдвигающая секция 3. Фазосдвигающая секция 3 выполнена в виде двух связанных друг с другом электромагнитной связью параллельных микрополосковых линий, левой - 5 и правой - 6. Середины этих линий соединены друг с другом правой микрополосковой перемычкой. На входе и выходе секции в местах ее соединения с входной 1 микрополосковой линией и выходной 2 микрополосковой линией со стороны и перпендикулярно левой линии 5 расположено по два разомкнутых на концах коротких настроечных микрополосковых отрезка 7 и 8, подключаемых к левой линии 5 (при необходимости) для настройки устройства металлическими перемычками 4, которые также могут использоваться для соединения левой 5 и правой 6 линий в области их электромагнитной связи.
Интегральный настроечный СВЧ фазовращатель работает следующим образом:
На плечо входной 1 микрополосковой линии подается СВЧ сигнал от генератора с внутренним сопротивлением, равным волновому сопротивлению тракта. Металлическими перемычками 4 устанавливается фазовый сдвиг, условно принимаемый за нуль (фиг.2а). Изменение фазового сдвига в сторону увеличения на ∝=-Δφ (максимальный фазовый сдвиг, возможный в предлагаемой конструкции) осуществляется с помощью включения металлических перемычек 4, показано на фиг.2б. На фиг.2в показано уменьшение фазового сдвига на ∝=Δφ. Для изменения фазы с меньшим дискретом применяются промежуточные варианты, некоторые из которых изображены на фиг.2г и 2д , где на фиг.2г две металлические перемычки 4 располагаются в области электромагнитной связи параллельных левой 5 и правой 6 микрополосковых линий, а третья соединяет с левой 5 микрополосковой линией один из настроечных микрополосковых отрезков 8, а на фиг.2д одна из металлических перемычек 4 располагается в области электромагнитной связи параллельных левой 5 и правой 6 микрополосковых линий, а другие соединяют с левой 5 микрополосковой линией один из настроечных микрополосковых отрезков 8 и настроечные микрополосковые отрезки 7.
Путем плавного перемещения металлической перемычки 4 в зазоре между параллельными правой 6 и левой 5 микрополосковыми линиями можно добиться промежуточных значений ∝ на фиг.2г в диапазоне Δφ/2<∝<Δφ, и на фиг.2д в диапазоне -Δφ/2<∝<0 (при незначительном изменении коэффициента стоячей волны (КСВ) фазовращателя), что является несомненным достоинством предлагаемой конструкции. Зазор между параллельными левой 5 и правой 6 микрополосковыми линиями, а также их ширина выбираются исходя из минимальных значений КСВ при всех возможных переключениях перемычек. Длина микрополосковых связанных линий пропорционально зависит от заданной величины Δφ, которая на практике не превышает 10-15° при максимальном КСВ не более 1,15.
Заявляемый интегральный настроечный СВЧ фазовращатель реализован в полосковом исполнении и применяется для подстройки фазы в многоканальном сумматоре мощности, входящем в состав приемной антенной решетки. Фрагмент сумматора с неравномерным амплитудно-фазовым распределением, содержащий 19 входных и один выходной каналы и имеющий 27 настроечных фазовращателей с Δφ=10°, изготовлен на платах из материала Arlon AD1000X толщиной 1,27 мм и диэлектрической проницаемостью 10,2.
Таким образом, за счет того, что в известном СВЧ фазовращателе, содержащем полностью металлизированную с одной стороны и заземленную диэлектрическую подложку, на другой стороне которой размещаются входная и выходная микрополосковые линии, а между ними располагается фазосдвигающая секция СВЧ фазовращателя, состоящая из отрезков микрополосковых линий, соединяемых при необходимости металлическими перемычками, фазосдвигающая секция выполнена в виде двух связанных друг с другом электромагнитной связью и соединенных между собой посередине микрополосковой перемычкой параллельных микрополосковых линий (левой и правой), причем концы правой линии свободны, а концы левой подключены к входной и выходной микрополосковым линиям, а также за счет того, что в местах подключений со стороны и перпендикулярно левой линии расположено по два разомкнутых на концах коротких настроечных микрополосковых отрезка, подключаемых к левой линии фазосдвигающей секции, при необходимости, настроечными металлическими перемычками, с помощью которых, а также тех, которые могут устанавливаются в области электромагнитной связи правой и левой линий, настройка СВЧ фазовращателя осуществляется как дискретно, так и плавно, достигаются улучшенные технические характеристики в части точности настройки фазового сдвига интегрального СВЧ фазовращателя, компактности его топологии, высокой надежности работы при сохранении температурной стабильности его характеристик.
Список использованной литературы:
1. П.А. Воробьев, Н.Д. Малютин «подстроенный полосковый фазовращатель», Вопросы радиоэлектроники, серия общетехническая, 1975, вып.10, с.97-105.
2. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток. // под ред. Д.И. Воскресенского. М.: «Радиотехника», 2012. стр.562.
3. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств // под ред. В.И. Вольмана. М.: «Радио и связь», 1982, стр.185.
Claims (1)
- Интегральный настроечный сверхвысокочастотный (СВЧ) фазовращатель, содержащий полностью металлизированную с одной стороны и заземленную диэлектрическую подложку, на другой стороне которой размещены входная и выходная микрополосковые линии, а также располагаемую между ними фазосдвигающую секцию, состоящую из отрезков микрополосковых линий, соединяемых, при необходимости, металлическими перемычками, отличающийся тем, что фазосдвигающая секция включает в себя две связанные друг с другом электромагнитной связью и соединенные между собой посередине микрополосковой перемычкой параллельные микрополосковые линии (левую и правую), причем концы правой линии свободны, а концы левой подключены к входной и выходной микрополосковым линиям, кроме того, в местах подключений со стороны и перпендикулярно левой линии расположено по два разомкнутых на концах коротких настроечных микрополосковых отрезка, подключаемых к левой линии фазосдвигающей секции, при необходимости, настроечными металлическими перемычками, с помощью которых, а также тех, которые могут устанавливаться в области электромагнитной связи правой и левой линий, настройка СВЧ фазовращателя осуществляется как дискретно, так и плавно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117155/08U RU131905U1 (ru) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Интегральный настроечный сверхвысокочастотный фазовращатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117155/08U RU131905U1 (ru) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Интегральный настроечный сверхвысокочастотный фазовращатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU131905U1 true RU131905U1 (ru) | 2013-08-27 |
Family
ID=49164312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013117155/08U RU131905U1 (ru) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Интегральный настроечный сверхвысокочастотный фазовращатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU131905U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631904C1 (ru) * | 2016-10-18 | 2017-09-28 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") | Перестраиваемый фазовращатель свч |
-
2013
- 2013-04-15 RU RU2013117155/08U patent/RU131905U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631904C1 (ru) * | 2016-10-18 | 2017-09-28 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") | Перестраиваемый фазовращатель свч |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ding et al. | A defected microstrip structure (DMS)-based phase shifter and its application to beamforming antennas | |
US7026889B2 (en) | Adjustable antenna feed network with integrated phase shifter | |
US10658719B2 (en) | Phase shifter and antenna | |
CN107579327B (zh) | 一种频率和功分比双可调的可重构功分器 | |
RU2009140108A (ru) | Управляемая фазированная антенная решетка с высоким усилением | |
US9813264B2 (en) | Millimeter wave phase shifters using tunable transmission lines | |
Hung et al. | Dual-band reconfigurable antenna design using slot-line with branch edge | |
WO2016165042A1 (zh) | 一种频率和极化可编程贴片天线 | |
Chi et al. | A reconfigurable in-phase/out-of-phase and power-dividing ratio power divider | |
RU131905U1 (ru) | Интегральный настроечный сверхвысокочастотный фазовращатель | |
Pandhare et al. | Beam-steering in microstrip patch antenna array using DGS based phase shifters at 5.2 GHz | |
CN104716408A (zh) | 一种连续可变型基片集成波导模拟移相器 | |
FI126467B (fi) | RF-suodatin | |
RU2631904C1 (ru) | Перестраиваемый фазовращатель свч | |
CN106450598B (zh) | 一种宽带宽移相范围反射型可调移相器及其设计方法 | |
Wang et al. | A broadband balun with tunable phase-shifting function for low-cost phased array | |
JP2007258863A (ja) | 線路切換型移相器、それを含む多ビット移相回路およびそれを用いたフェーズドアレイアンテナ | |
Guclu et al. | 35 GHz phased array antenna using DMTL phase shifters | |
CN113013629A (zh) | 一种吸波超材料、吸波结构件及移动载体 | |
De et al. | Design and development of multi-port switchable power dividers | |
Ding et al. | A reconfigurable defected microstrip structure for applications in phase shifter | |
US9525213B2 (en) | Antenna device | |
Albuquerque et al. | Implementation of beam-steering front-ends at 2.45 GHz using modified Wilkinson power dividers, reflexion type phase shifters and C-shape monopole antennas: First results | |
RU161585U1 (ru) | Согласованный делитель мощности сверхвысокочастотных квазигармонических сигналов | |
RU2450395C2 (ru) | Широкополосная антенна |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD1K | Correction of name of utility model owner |