RU145537U1

RU145537U1 - DIRECTED DIVIDER WITH AN EXTENDED DIRECTION

Info

Publication number: RU145537U1
Application number: RU2014113689/08U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Клименков; Александр Николаевич Шурховецкий; Сергей Александрович Шакунов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ОАО "ТНИИС")
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2014-09-20

Abstract

Направленный ответвитель с повышенной направленностью, содержащий первую и связанную с ней электромагнитной связью вторую полосковую линию, а также нагрузочный резистор, отличающийся тем, что в него введены первый и второй фазирующий отрезки, подключенные к обоим портам второй полосковой линии и резистивная цепь, через которую фазирующие отрезки соединены между собой, к точке соединения резистивной цепи и второго фазирующего отрезка подключен трансформирующий отрезок полосковой линии, нагрузочный резистор включен между точкой соединения первого фазирующего отрезка с резистивной цепью и контактной площадкой, заземленной через металлизированное отверстие, при этом длина области связи полосковых линий составляет λ/10, а длины первого фазирующего отрезка и второго фазирующего отрезка составляют соответственно λ/10 и λ/12.A directional coupler with an increased directivity, containing the first and second strip line connected with it by electromagnetic coupling, as well as a load resistor, characterized in that the first and second phasing sections are connected to it, connected to both ports of the second strip line and a resistive circuit through which the phasing the segments are interconnected, the transforming segment of the strip line is connected to the connection point of the resistive circuit and the second phasing segment, the load resistor is connected between the connection point eniya first resistive segment phasing circuit and a pad grounded metallized through hole, wherein the length of the connection strip lines is λ / 10, and the length of the first phaser and the second phaser interval length are respectively λ / 10 and λ / 12.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к устройствам ввода сигналов в СВЧ тракт приемных устройств с целью контроля их работоспособности и обеспечивающая максимальное затухание контрольного сигнала просачивающегося в антенну, и может быть использована в качестве сумматора-делителя мощности СВЧ сигналов.The utility model relates to radio engineering, namely, devices for inputting signals into the microwave path of receiving devices in order to control their operability and providing maximum attenuation of the control signal seeping into the antenna, and can be used as an adder-divider of microwave power.

Известны устройства в виде связанных полосковых линий с электромагнитной связью, в которых для повышения направленности (увеличения затухания сигнала в одном из портов при подаче сигнала во вспомогательную линию и сохранения значения переходного ослабления в другом порту) включены сосредоточенные емкостные элементы (патент США №4216446 H01p 5/18 от 05.08.1980 г., либо в области связи полосковые линии имеют зубчатую форму (патент США №4178568 H01p 5/18 публ. 1979 г.)Known devices in the form of coupled strip lines with electromagnetic coupling, in which lumped capacitive elements are included to increase directivity (increase attenuation of a signal in one of the ports when applying a signal to the auxiliary line and store the transition attenuation value in the other port) (US Pat. No. 4,216,446 H01p 5 / 18 dated 08/05/1980, or in the field of communication, the strip lines have a toothed shape (US patent No. 4178568 H01p 5/18 publ. 1979)

Известно устройство (2002 IEEE MTT-S Digest. A High-Directivity Microstrip Directional Coupler With Feedback Compensation. Jia-Liang Chen), содержащее направленный ответвитель, в котором к обоим портам основной и обоим портам связанной с ней второй полосковой линии подключены индуктивные элементы.A device is known (2002 IEEE MTT-S Digest. A High-Directivity Microstrip Directional Coupler With Feedback Compensation. Jia-Liang Chen) containing a directional coupler in which inductive elements are connected to both ports of the main and both ports of the second strip line connected to it.

Недостатком перечисленных устройств является недостаточно высокая направленность на частоте сигнала в рабочем диапазоне частот. Этот недостаток обусловлен отсутствием элементов фазирования сигналов, в результате чего затухание сигнала просачивающегося во входной порт направленного ответвителя оказывается невысоким.The disadvantage of these devices is not sufficiently high directivity at the signal frequency in the operating frequency range. This drawback is due to the lack of phasing elements of the signals, as a result of which the attenuation of the signal leaking into the input port of the directional coupler is low.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототипом) является устройство с нагрузочным резистором «Справочник по элементам полосковой техники. Ред. А.Л. Фельдштейна. - М.: Связь, 1979, стр. 158.) Устройство содержит направленный ответвитель, основная полосковая линия которого включена в тракт контролируемого устройства, а в цепь связанной с первой линией второй полосковой линией включен нагрузочный резистор. Элементы данного устройства входят и в состав заявляемой полезной модели.The closest in technical essence to the claimed (prototype) is a device with a load resistor "Reference to the elements of strip technology. Ed. A.L. Feldstein. - M .: Communication, 1979, p. 158.) The device contains a directional coupler, the main strip line of which is included in the path of the controlled device, and a load resistor is connected to the circuit connected to the first line by the second strip line. Elements of this device are also part of the claimed utility model.

Недостатком прототипа, присущим и описанным выше аналогам, является недостаточно высокое значение затухания.The disadvantage of the prototype, inherent and described above analogues, is not a high value of attenuation.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение направленности (затухания в основной линии при подаче сигнала во вспомогательную линию) при сохранении заданного значения переходного ослабления и одновременном уменьшении габаритных размеров конструкции.The technical problem to which the utility model is directed is to increase the directivity (attenuation in the main line when the signal is sent to the auxiliary line) while maintaining the set value of the transition attenuation and at the same time reducing the overall dimensions of the structure.

Решение указанной задачи достигается тем, в известный направленный ответвитель, содержащий первую и связанную с ней электромагнитной связью вторую полосковую линию, а также нагрузочный резистор, введены первый и второй фазирующий отрезки, подключенные к обоим портам второй полосковой линии и резистивная цепь, через которую фазирующие отрезки соединены между собой, к точке соединения резистивной цепи и второго фазирующего отрезка подключен трансформирующий отрезок полосковой линии, нагрузочный резистор включен между точкой соединения первого фазирующего отрезка с резистивной цепью и контактной площадкой, заземленной через металлизированное отверстие, при этом длина области связи полосковых линий составляет 1/10 длины волны (λ), соответствующей частоте контрольного сигнала, а длины первого фазирующего отрезка и второго фазирующего отрезка составляют соответственно 1/10λ и 1/12λ. При указанных параметрах конструкции направленного ответвителя и значениях переходного ослабления 15-20 дБ, обеспечиваются значения направленности 30-35 дБ в 10% полосе частот контрольного сигнала.The solution to this problem is achieved by introducing into the well-known directional coupler, the first and second strip line connected with it by electromagnetic coupling, and the load resistor, the first and second phasing sections connected to both ports of the second strip line and a resistive circuit through which the phasing sections are introduced interconnected, to the connection point of the resistive circuit and the second phasing segment connected to the transforming segment of the strip line, the load resistor is connected between the connection point I of the first phasing segment with a resistive circuit and a contact ground, grounded through a metallized hole, while the length of the communication region of the strip lines is 1/10 of the wavelength (λ) corresponding to the frequency of the control signal, and the lengths of the first phasing segment and the second phasing segment are respectively 1 / 10λ and 1 / 12λ. With the indicated design parameters of the directional coupler and the values of transient attenuation of 15-20 dB, directivity values of 30-35 dB are provided in a 10% frequency band of the control signal.

В отличие от прототипа, в котором длина области связи составляет λ/4, в предлагаемом устройстве длина области связи составляет λ/10, что приводит к уменьшению габаритов предлагаемого устройства.In contrast to the prototype, in which the length of the communication region is λ / 4, in the proposed device the length of the communication region is λ / 10, which leads to a decrease in the size of the proposed device.

Сущность полезной модели поясняется рисунками на Фиг. 1 и Фиг. 2.The essence of the utility model is illustrated by the drawings in FIG. 1 and FIG. 2.

На Фиг. 1 приведена структурная схема заявляемого направленного ответвителя с повышенной направленностью, на котором изображено:In FIG. 1 shows a structural diagram of the inventive directional coupler with an increased directivity, which shows:

1 - первая связанная полосковая линия с портами P1 и P2;1 - the first connected strip line with ports P1 and P2;

2 - вторая связанная полосковая линия;2 - the second connected strip line;

3 - первый фазирующий отрезок;3 - the first phasing segment;

4 - второй фазирующий отрезок;4 - the second phasing segment;

5 - нагрузочный резистор;5 - load resistor;

6 - элемент Г-образной резистивной цепи;6 - element of the L-shaped resistive circuit;

7 - трансформирующий отрезок полосковой линии с портом P3;7 - transforming segment of the strip line with port P3;

8 - контактная площадка, заземленная через металлизированное отверстие.8 - contact pad, grounded through a metallized hole.

Первая и вторая полосковые линии связаны между собой электромагнитной связью. Первый фазирующий отрезок 3 подключен к одному порту второй связанной полосковой линии 2; второй фазирующий отрезок 4, подключен к другому порту второй связанной полосковой линии 2; нагрузочный резистор 5 подключен одним концом к фазирующему отрезку 3, а другим - к контактной площадке 8, заземленной через металлизированное отверстие; элемент 6 Г-образной резистивной цепи, подключен к концам первого 3 и второго 4 фазирующего отрезков; трансформирующий отрезок полосковой линии 7 с портом P3 подключен в точку соединения элемента 6 Г-образной резистивной цепи и второго фазирующего отрезка 3.The first and second strip lines are interconnected by electromagnetic coupling. The first phasing segment 3 is connected to one port of the second connected strip line 2; the second phasing segment 4 is connected to another port of the second connected strip line 2; the load resistor 5 is connected at one end to the phasing segment 3, and the other to the contact pad 8, grounded through a metallized hole; element 6 of the L-shaped resistive circuit, connected to the ends of the first 3 and second 4 phasing segments; the transforming segment of the strip line 7 with port P3 is connected to the connection point of the element 6 of the L-shaped resistive circuit and the second phasing segment 3.

Трансформирующий отрезок 7 полосковой линии с портом P3 выполняет две функции:The transforming segment 7 of the strip line with port P3 performs two functions:

- обеспечивает согласование внешней цепи, подключаемой к порту 3 с направленным ответвителем повышенной направленности;- provides coordination of the external circuit connected to port 3 with a directional coupler of increased directivity;

- позволяет более точно реализовать точку подключения внешней цепи к фазирующим отрезкам направленного ответвителя повышенной направленности.- allows you to more accurately implement the connection point of the external circuit to the phasing segments of a directional coupler of increased directivity.

Работа предлагаемого устройства заключается в следующем. СВЧ сигнал поступает в порт 3 и проходит по двум путям:The operation of the proposed device is as follows. The microwave signal enters port 3 and passes through two paths:

- через трансформирующий отрезок 7 полосковой линии с портом P3, нагрузочный резистор 5 и элемент 6 Г-образной резистивной цепи, первый фазирующий отрезок 3 и, посредством электромагнитной связи, ответвляется в порт P1 и порт P2;- through the transforming segment 7 of the strip line with port P3, the load resistor 5 and the element 6 of the L-shaped resistive circuit, the first phasing segment 3 and, through electromagnetic coupling, branches into port P1 and port P2;

- через трансформирующий отрезок 7 полосковой линии с портом P3, через второй фазирующий отрезок 4, и, посредством электромагнитной связи, ответвляется в порт P1 и порт P2.- through the transforming segment 7 of the strip line with port P3, through the second phasing segment 4, and, through electromagnetic coupling, branches into port P1 and port P2.

Длины фазирующих отрезков оптимизированы таким образом, чтобы сигналы прошедшие по двум путям к порту P2 суммировались в фазе, а сигналы прошедшие по двум путям к порту P1 суммировались в противофазе. Для значения частоты генератора контрольного сигнала 5,8 ГГц длина фазирующего отрезка 1 составляет λ/10, а длина фазирующего отрезка 2 составляет λ/12. Г-образная резистивная цепь обеспечивает амплитудный баланс сигналов, прошедших к порту Р1 и режим согласования во второй связанной полосковой линии 2.The lengths of the phasing segments are optimized so that the signals transmitted along two paths to port P2 are summed in phase, and the signals transmitted along two paths to port P1 are summed in antiphase. For the frequency of the control signal generator 5.8 GHz, the length of the phasing segment 1 is λ / 10, and the length of the phasing segment 2 is λ / 12. The L-shaped resistive circuit provides an amplitude balance of the signals passed to port P1 and matching mode in the second connected strip line 2.

Амплитудно-частотные характеристики направленности прототипа и предлагаемого устройства приведены на рисунке Фиг. 2, из которого видно, что в предлагаемом устройстве на частоте сигнала контрольного генератора 5,8 ГГц в предлагаемом устройстве обеспечивается большее значение направленности, чем в прототипе.The amplitude-frequency characteristics of the directivity of the prototype and the proposed device are shown in the figure of FIG. 2, from which it can be seen that in the proposed device at the signal frequency of the control oscillator 5.8 GHz in the proposed device provides a greater directivity than in the prototype.

Таким образом, достигаемым техническим результатом в заявляемом устройстве является увеличение затухания сигнала, поступающего в порт P1, и уменьшение габаритных размеров устройства.Thus, the achieved technical result in the claimed device is to increase the attenuation of the signal received at port P1, and to reduce the overall dimensions of the device.

Заявляемое устройство достаточно легко реализуемо.The inventive device is quite easy to implement.

Связанные полосковые линии, фазирующие отрезки, трансформирующий отрезок и контактная площадка, заземленная через металлизированное отверстие, реализуются по печатной технологии в едином технологическом процессе. Элементы Г-образной резистивной цепи - покупные SMD-резисторы. Возможна и реализация напыленных резисторов в едином технологическом процессе изготовления направленного ответвителя.Connected strip lines, phasing segments, a transforming segment and a contact area, grounded through a metallized hole, are realized by printing technology in a single technological process. Elements of the L-shaped resistive circuit are purchased SMD resistors. The implementation of sprayed resistors is also possible in a single technological process for manufacturing a directional coupler.

Claims

A directional coupler with an increased directivity, containing the first and second strip line connected with it by electromagnetic coupling, as well as a load resistor, characterized in that the first and second phasing sections are connected to it, connected to both ports of the second strip line and a resistive circuit through which the phasing the segments are interconnected, the transforming segment of the strip line is connected to the connection point of the resistive circuit and the second phasing segment, the load resistor is connected between the connection point eniya first resistive segment phasing circuit and a pad grounded metallized through hole, wherein the length of the connection strip lines is λ / 10, and the length of the first phaser and the second phaser interval length are respectively λ / 10 and λ / 12.