RU1786556C - Делитель мощности - Google Patents

Abstract

Использование: в фазированных антенных решетках и усилител х СВЧ. Сущность изобретени : устройство содержит перпендикул рно намагниченную в противоположных направлени х ферритовую подложку, на одной стороне которой расположено металлическое основание, а на другой наход тс  входной и выходной плоские токонесущие проводники, соединенные с металлическим основанием при помощи провод щих элементов, которые расположены на боковых торцах ферритовой подложки . Во входном токонесущем плоском проводнике выполнена продольна  прорезь . Приведены соотношени  дл  выбора размеров продольной прорези. Напротив продольной прорези с противолежащей стороны металлического основани  установлен элемент из магнитного материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике, а именно к устройствам диапазона сверхвысоких частот (СВЧ). Оно может быть использовано в фазированных антенных решетках (ФАР) и усилител х СВЧ.

Известны делители мощности на основе сочленени  четырех микрополосковых линий с ферритовым резонатором, которые обладают большой неравномерностью делени  мощности-пор дка 10% от среднего значени , в полосе частот 6-8% от центральной частоты и малой разв зкой между выходами (7-8 дБ).

Известны делители мощности, представл ющие собой микрополосковый направленныйответвитель на перпендикул рно намагниченной феррито- вой подложке с полосковым проводником первичной линии в форме трапеции и св занным с ним четвертьволновой электромагнитной св зью отрезком ленточного проводника вторичной линии. Такой

делитель обладает неравномерностью делени  мощности (±0,5 дБ) в полосе частот с перекрытием fMaKc/fMKiH 1,7 и небольшой разв зкой между выходами Ци 20 дБ (см. там же, рис. 1).

Известны делители мощности, представл ющие собой восьмиполюсник на ферритовой подложке, перпендикул рно намагниченной в противоположных на.- правлени х.

Недостатком такого устройства  вл етс  больша  неравномерность делени  мощности (±1,5 дБ) в полосе частот fMaKc/fnHH 1,6 и мала  разв зка между выходами (ЮдБ).

Кроме того, известны делители мощности , в которых дл  обеспечени  высокой разв зки между выходами делител  к выходам подключаютс  ферритовые вентили.

Однако такое схемотехническое решение существенно увеличивает массу и габариты делител , а также ведет к росту

ел

с

ч

00

О

ел ел

о

неравномерности делени  и уменьшению КПД.

Наиболее близок к предлагаемому делитель мощности, представл ющий собой восьмиполюсник на ферритоврй подложке, перпендикул рно намагниченной в противоположных направлени х, так что плоскость симметрии устройства совпадает с плоскостью смены направлени  посто нного подмагничивающегр пол .

Прототип состоит из ферритовой подложки , четырехплечего токбнесущего поло- скового проводника и экрана. Феррйтова  подложка намагничена внешним магнитным полем, перпендикул рным плоскости подложки. Так что плоскость симметрии устройства , проход ща  через входное плечо, совпадает с плоскостью смены направлени  посто нного подмагничивающего пол .

Существенным недостатком конструкции прототипа  вл етс  больша  неравномерность делени  мощности, обусловленна  неоднородностью, возникающей из-за расположени  выходных плеч перпендикул рно входному, и мала  разв зка между выходами, обусловленна  расположением выходных плеч симметрично относительно плоскости смены направлени  посто нного подмагничивающего пол .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение неравномерности делени  и увеличение разв зки между выходами делител  мощности СВЧ,

С этой целью в делителе мощности, содержащем перпендикул рно намагниченную в противоположных направлени х ферритовую подложку, токонесущий поло- сковый проводник и экран, токонесущий проводник соединен с экраном через торцы подложки, а со стороны выхода в токонесущем проводнике выполнена выборка, поперечный размер которой не менее толщины подложки, а продольный не менее одной восьмой длины Яф электромагнитной волны в неограниченной ферритовой среде, причем выборка расположена на рассто нии не менее одной восьмой Яф от каждого из боковых торцев подложки, а продольный размер токонесущего проводника больше продольного размера выборки, не менее чем на одну восьмую Яф. Кроме того, с целью упрощени  настройки и регулировки, со стороны экрана под выборкой расположен элемент из магнитного материала.

Соединение токонесущего проводника с экраном через торцы ферритовой подложки позвол ет избавитьс  от возбуждени  высших типов колебаний в делителе и тем

самым существенно уменьшить неравномерные делени  мощности.

Выполнение в токонесущем проводнике , соединенном с экраном через торцы

подложки, выборки, поперечный размер которой не менее толщины подложки, а продольный - не менее одной восьмой Яф, позвол ет создать запредельный режим дл  волн, распростран ющихс  между выходами делител , и тем самым существенно увеличить разв зку между выходами делител . Расположение выборки на рассто нии не менее одной восьмой Яф от каждого из боковых торцов подложки позвол ет создать

режим бегущей волны в направлении от входа к выходам делител  и тем самым уменьшить неравномерность делени . Выбор продольного размера токонесущего проводника больше продольного размера выборки не менее чем на одну восьмую Яф позвол ет уменьшить амплитуду электромагнитной волны, отраженной от делител , и тем самым уменьшить неравномерность делени .

Размещение элемента из магнитного материала под выборкой позвол ет эффективно выравнивать распределение мощности между выходными каналами, что существенно упрощает настройку и регулировку делител .

Известно соединение токонесущего проводника делител  с экраном и выполнение выборки в токонесущем проводнике. Токонесущий проводник в известном делителе соединен с экраном только через один торец в районе узкого основани  токонесущего проводника трапециевидной формы, а не через два торца, как в за вленном решении . Причем это соединение в известном

делителе выполнено с целью улучшени  направленности , разв зки и снижени  неравномерности частотной характеристики переходного ослаблени  и не приводит к существенному уменьшению неравномерности делени  и увеличению разв зки между выходами делител , как в за вленном устройстве. Здесь под разв зкой в известном делителе на основе направленного от- ветвител  понимаетс  величина, котора 

находитс  из соотношени  (в децибеллах) входной мощности первичной линии у выходной мощности нерабочего плеча вторичной линии, а под разв зкой между выходами делител  понимаетс  ослабление СВЧ-сигнала , идущего из первого выхода во второй или из второго в первый при подключении к входу делител  согласованной нагрузки.

Выборка в известном делителе выполнена в широком боковом основании трапециевидного полоскового проводника, а не со стороны выхода, как в за вленном решении . Причем выборка в известном делителе выполнена с целью улучшени  направленности , разв зки и снижени  неравномерно- сти частотной характеристики переходного ослаблени  и не служит увеличению разв зки между выходами делител , как в за вл емом устройстве,.

На фиг. f изображен делитель мощно- сти; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Делитель мощности выполнен на намагниченной внешним магнитным полем в противоположных направлени х феррито- вой подложке 1, причем направление маг- нитногр пол  перпендикул рно плоскости подложки 1. Токонесущий проводник 2 и экран 3 нанесены на поверхность подложки 1 и соединены между собой через торцы 4, 5 подложки 1. Со стороны выхода в токоне- сущем проводнике 2 выполнена выборка шириной а не менее толщины d подложки 1 и длиной b не менее одной восьмой длины Лф электромагнитной волны в неограниченной ферритовой среде. Рассто ни  Аг и Дг от выборки до торцов подложки не менее одной восьмой Лф.

Продольный размер с токонесущего проводника 2 больше продольного размера b выборки не менее чем на одну восьмую Яф Со стороны экрана 3 под выборкой расположен элемент 6 из магнитного материала.

Делитель мощности работает следующим образом. Пусть СВЧ-мощность поступает в делитель по токонесущему полосковому проводнику 2 в направлении от наблюдател  (см. фиг, 1).

Достига  выборки, она возбуждает волны , распростран ющиес  вдоль левого и правого торцов 4, 5 подложки 1 (см. фиг. 1) в том же направлении. Таким образом, мощность делитс  между двум  выходными каналами . Эксперименты показали, что благодар  соединению токонесущего проводника 2 с экраном 3 через торцы 4, 5 подложки 1 в делителе практически не возбуждаютс  другие типы колебаний, кроме упом нутых выше. Это существенно уменьшает неравномерность делени  мощности.

Исследование делителей показало, что при поперечном размере а выборки не менее d подложки 1 за счет соединени  токонесущего проводника 2 с экраном через торцы 4, 5 подложки 1 дл  волн, распростран ющихс  между выходами делител , со- здаетс  устойчивый запредельный режим, и это позвол ет существенно увеличить разв зку между выходами в делителе. Благода- р  свойству однонаправленности.

обнаруженному в предлагаемой конструкций , в случае, если токонесущий полосковый проводник 2 имеет продольный размер, больший продольного размера выборки не менее чем на одну восьмую Аф. электромагнитна  волна в обратном направлении в процессе делени  мощности практически не возбуждаетс , что существенно уменьшает неравномерность делени  мощности.

Claims (2)

1. Делитель мощности, содержащий перпендикул рно намагниченную в противоположных направлени х ферритовую подложку, на одной поверхности которой расположено металлическое основание, а на другой - входной и выходной токонесу- щие плоские проводники, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что, с целью уменьшени  неравномерности делени  при увеличении разв зки между выходами, токонесущие плоские проводники соединены с металлическим OCKO-J ванйем посредством провод щих элементов, расположенных на боковых торцах ферритовой подложки, а во входном то- конесущем плоском проводнике выполнена продольна  прорезь, размеры которой выбраны из следующих соотношений: а d, b Аф/8, (l-b) Аф/8,

Ai V8, A Аф/8

где Аф - длина электромагнитной волны в неограниченной ферритовой среде; .Ь-длина прорези;

а - ширина прорези;

d - толщина ферритовой подложки;

AI, Ае - рассто ние от кромки прорези до каждого из боковых торцов ферритовой подложки соответственно;

I - длина входного токонесущего плоского проводника.

2. Делитель по п. 1. о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что введен элемент из магнитного материала, который установлен напротив прорези с противолежащей стороны металлического основани .

и.ь-:лж.у 

Фиг. 2