RU182106U1 - Компактный кольцевой мост - Google Patents
Компактный кольцевой мост Download PDFInfo
- Publication number
- RU182106U1 RU182106U1 RU2017137547U RU2017137547U RU182106U1 RU 182106 U1 RU182106 U1 RU 182106U1 RU 2017137547 U RU2017137547 U RU 2017137547U RU 2017137547 U RU2017137547 U RU 2017137547U RU 182106 U1 RU182106 U1 RU 182106U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- transmission line
- artificial transmission
- artificial
- transmission lines
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 55
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
Landscapes
- Waveguides (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к технике сверхвысоких частот и направлена на уменьшение габаритных размеров направленных ответвителей. Компактный кольцевой мост, характеризующийся тем, что содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R, четыре искусственных линии передачи, подключенных друг к другу через тройники, с входными сопротивлениями, и фазой коэффициента передачи 90° у первой, третьей, четвертой искусственных линий передачи и 270° у второй искусственной линии передачи на центральной рабочей частоте, где первый вход первой искусственной линии передачи соединен с первым входом устройства и первым входом четвертой искусственной линии передачи, второй вход первой искусственной линии передачи соединен с четвертым входом устройства и первым входом второй искусственной линии передачи, второй вход второй искусственной линии передачи соединен с третьим входом устройства и первым входом третьей искусственной линии передачи, второй вход третьей искусственной линии передачи соединен со вторым входом устройства. Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является уменьшение длин сегментов линий передачи в составе моста. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована в радиотехнических устройствах различного назначения, где необходимо деление входной мощности.
В настоящий момент широкую известность получила конструкция квадратурного направленного ответвителя, выполненная в виде двух одинаковых отрезков линии передачи, например, коаксиального кабеля, длиной в 1/8 длины волны в линии и содержащего две сосредоточенные емкости связи, которые включены на концах отрезков между потенциальными проводниками линий («Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний.» Под ред. З.И. Моделя. Изд. "Советское радио", М. 1980. С. 86-87, рис. 6.6). Недостатками данного технического решения являются: узкая полоса рабочих частот и большой габаритный размер.
Другая часто используемая конструкция представляет собой квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами. Ответвитель представляет собой симметричный восьмиполюсник, состоящий из фильтров верхних частот ("Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами" Карпов В.М., Малышев В.А., Перевощиков И.В. - М.: "Радио и связь", 1984. с. 67-72, рис. 5.5). При широкой полосе рабочих частот данный ответвитель содержит большое количество элементов, а, следовательно, имеет большие габаритные размеры, низкую надежность и повторяемость при серийном производстве, высокую стоимость, сложен в изготовлении и настройке.
Также известен улучшенный и модифицированный кольцевой направленный ответвитель, в конструкцию которого добавлены дополнительные настраивающие линии передачи для достижения правильного фазового набега между выходами. (US 4254386 А).
Известен также микрополосковый кольцевой мост, который содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой микрополосковая линия свернута в кольцо длиной 1,5λЛ, расстояние между соседними плечами которого составляет λЛ/4, а между крайними - 3λЛ/4, где λЛ - длина волны в линии (Вольман В.И., ПименовЮ.В. Техническая электродинамика - «Связь», 1971. - 452 с.). Устройство обеспечивает прохождение сигнала с входа устройства на два его выхода, благодаря линиям передачи, соединяющим входы моста. Фазовый сдвиг напряжений на выходах такого моста может составлять как 0°, так и 180°. Недостатками указанного микрополоскового кольцевого моста являются: значительная площадь подложки не используемая полезно (расположенная между микропосковыми отрезками), особенно на низких частотах, а также паразитные полосы пропускания на соседних частотах.
Полезная модель направлена на уменьшение габаритных размеров кольцевого моста.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является уменьшение длин сегментов линий передачи в составе моста.
Технический результат достигается за счет того, что компактный кольцевой мост содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R1, четыре искусственных линии передачи, подключенных друг к другу через тройники, с входными сопротивлениями , и фазой коэффициента передачи 90° у первой, третьей, четвертой искусственных линий передачи и 270° у второй искусственной линии передачи на центральной рабочей частоте, где первый вход первой искусственной линии передачи соединен с первым входом устройства и первым входом четвертой искусственной линии передачи, второй вход первой искусственной линии передачи соединен с четвертым входом устройства и первым входом второй искусственной линии передачи, второй вход второй искусственной линии передачи соединен с третьим входом устройства и первым входом третьей искусственной линии передачи, второй вход третьей искусственной линии передачи соединен со вторым входом устройства.
Искусственная линия передачи, имеющая в необходимой полосе частот фазочастотную характеристику, совпадающую с фазочастотной характеристикой линии передачи, обладает меньшей длиной по сравнению с ней. Таким образом, использование искусственной линии передачи вместо отрезков линий передачи позволяет значительно уменьшить площадь устройства.
Сущность изобретения поясняется фигурами, на которых изображено:
- на фиг. 1 - вариант топологии предлагаемого микрополоскового кольцевого моста, реализованного на подложке с относительной диэлектрической проницаемостью, равной 4.4, и толщиной 1 мм; вид сверху, где 1, 2, 3, 4 - входы моста;
- на фиг. 2 - графики зависимости модулей S-параметров от частоты, выраженных в децибелах;
- на фиг. 3 - график частотной зависимости разности фаз между связанным и основным выходами моста.
Микрополосковый кольцевой мост имеет четыре 50-омных входных линии передачи, состоит из шести идентичных искусственных линий передачи в микрополосковом исполнении, подключенных друг к другу, с помощью тройников между входами 1 и 2, 1 и 4, 3 и 4, 2 и 4 (см. фиг. 1).
Компактный кольцевой мост работает следующим образом.
Поступающая на вход 1 мощность высокочастотного сигнала (например, с рабочей частотой 1 ГГц) делится на две части, одна бегает по часовой стрелке, а другая - против часовой стрелки. В зависимости от выбранного входа поступающая мощность будет делиться между двумя выходами, так при возбуждении плеча 1 в плечах 2 и 4 появляются синфазные волны, а при возбуждении плеча 3 в тех же плечах 2 и 4 появляются противофазные волны, так как расстояния от плеча 3 до плеч 2 и 4 отличаются на λЛ/2. Полученные результаты в результате исследования опытного образца, можно наглядно увидеть на фиг. 2,3. Подобная реализация, представленная на фиг. 1, предлагаемого моста обеспечивает равное деление мощности. За счет использования искусственных линий передачи, состоящие из микрополосковой линии и подключенных к ней шлейфов холостого хода, которые обеспечивают фазовый набег 90°, вход 3 оказывается электрически развязанным на центральной рабочей частоте. Также данная топология позволяет получить разность фаз в 0 и 180 градусов на центральной частоте, как это можно видеть на фиг. 3. При этом в составе искусственных линий передачи, вместо подключаемых шлейфов холостого хода, могут использоваться шлейфы короткого замыкания.
Для стандартного волнового сопротивления R1=50 Ом входные сопротивления искусственных линий передачи будут равны .
В качестве дополнительного преимущества предлагаемый мост не имеет паразитных полос пропускания на частотах, кратных центральной частоте рабочего диапазона. Применение искусственных линий передачи вместо отрезков линии передачи позволяет осуществить эффективную миниатюризацию конструкции.
Для подтверждения реализуемости выбранного технического решения, был изготовлен опытный образец полезной модели микрополоскового кольцевого моста со следующими техническими характеристиками:
- коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входов моста не более 1,3;
- амплитудный разбаланс между выходами моста не превышает 0,9 дБ, в соответствии с данными на фиг. 2;
- разность фаз между выходами отличается от 0° и 180° не более чем на ±2°, что показано на фиг. 3.
Площадь миниатюрного кольцевого моста составляет 800 мм2, что на 80% меньше площади, занимаемой стандартной конструкцией моста.
Claims (3)
1. Компактный кольцевой мост, характеризующийся тем, что содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R1, четыре искусственных линии передачи, подключенных друг к другу через тройники, с входными сопротивлениями и фазой коэффициента передачи 90° у первой, третьей, четвертой искусственных линий передачи и 270° у второй искусственной линии передачи на центральной рабочей частоте, где первый вход первой искусственной линии передачи соединен с первым входом устройства и первым входом четвертой искусственной линии передачи, второй вход первой искусственной линии передачи соединен с четвертым входом устройства и первым входом второй искусственной линии передачи, второй вход второй искусственной линии передачи соединен с третьим входом устройства и первым входом третьей искусственной линии передачи, второй вход третьей искусственной линии передачи соединен со вторым входом устройства и вторым входом четвертой искусственной линии передачи.
2. Компактный кольцевой мост по п. 1, отличающийся тем, что все искусственные линии передачи состоят из микрополосковой линии и подключенных к ней шлейфов холостого хода.
3. Компактный кольцевой мост по п. 1, отличающийся тем, что все искусственные линии передачи состоят из микрополосковой линии и подключенных к ней шлейфов короткого замыкания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137547U RU182106U1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Компактный кольцевой мост |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137547U RU182106U1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Компактный кольцевой мост |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU182106U1 true RU182106U1 (ru) | 2018-08-03 |
Family
ID=63142079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137547U RU182106U1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Компактный кольцевой мост |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU182106U1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU660129A1 (ru) * | 1976-11-09 | 1979-04-30 | Предприятие П/Я А-7162 | Кольцевой мост |
US4254386A (en) * | 1979-10-15 | 1981-03-03 | International Telephone And Telegraph Corporation | Three-way, equal-phase combiner/divider network adapted for external isolation resistors |
US5412354A (en) * | 1994-06-02 | 1995-05-02 | Hughes Aircraft Company | Single layer double ring hybrid magic-tee |
-
2017
- 2017-10-26 RU RU2017137547U patent/RU182106U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU660129A1 (ru) * | 1976-11-09 | 1979-04-30 | Предприятие П/Я А-7162 | Кольцевой мост |
US4254386A (en) * | 1979-10-15 | 1981-03-03 | International Telephone And Telegraph Corporation | Three-way, equal-phase combiner/divider network adapted for external isolation resistors |
US5412354A (en) * | 1994-06-02 | 1995-05-02 | Hughes Aircraft Company | Single layer double ring hybrid magic-tee |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Denis, A. Letavin Miniature microstrip rat-race couplers with artificial transmission lines // Telecommunications and Signal Processing (TSP), 2017 40th International Conference on. 07.07.17. Letavin D. A. Compact microstrip three-loop coupler //IEEE 2017 International Applied Computational Electromagnetics Society Symposium - Italy (ACES) - Firenze, Italy 30.03.2017. Kimberley W. Eccleston Compact Planar Microstripline Branch-Line and Rat-Race Couplers // IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 51, NO. 10, OCTOBER 2003. Denis A. Letavin Advantages and Disadvantages of the Miniaturization Method Based on the Use of a Lowpass Filter // Loughborough Antennas & Propagation Conference (LAPC). 2016. Letavin D. A. Compact microstrip three-loop coupler //IEEE 2017 International Applied Computational Electromagnetics Society Symposium - Italy (ACES) - Firenze, Italy 30.03.2017. Hiroshi Okabe A Compact Enhanced-Bandwidth Hybrid Ring Using an Artificial Lumped-Element Left-Han * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2494502C2 (ru) | Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами | |
US5777527A (en) | Method and apparatus for coupling a differential signal to an unbalanced port | |
RU177305U1 (ru) | Компактный направленный ответвитель | |
Kim et al. | Dual‐band unequal Wilkinson power divider with reduced length | |
CN107196033B (zh) | 一种不等分功率的定向耦合器 | |
RU182127U1 (ru) | Компактный свч мост | |
CN111029705B (zh) | 基于短路多线耦合枝节的单层平面宽带混合环耦合器 | |
RU182106U1 (ru) | Компактный кольцевой мост | |
RU180138U1 (ru) | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель | |
Nadera et al. | Wideband and compact Wilkinson power divider utilizing series delta-stub and folded stepped-impedance transmission line | |
RU196285U1 (ru) | Малоразмерный направленный ответвитель | |
RU196284U1 (ru) | Синфазно-противофазный кольцевой мост | |
Jibreel et al. | Miniaturized Bailey Power Divider Using SRRs | |
RU182122U1 (ru) | Миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель | |
RU187316U1 (ru) | Компактный четырехшлейфный направленный ответвитель | |
RU190044U1 (ru) | Компактный двойной кольцевой мост | |
RU183839U1 (ru) | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель | |
RU189909U1 (ru) | Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель | |
RU196375U1 (ru) | Компактный направленный ответвитель | |
JP2004282573A (ja) | 低域通過フィルタ | |
KR101258034B1 (ko) | 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터 | |
RU2815333C1 (ru) | Микрополосковый делитель мощности с расширенной полосой | |
JP2007281784A (ja) | 自己補対アンテナ | |
JP2009302936A (ja) | 可変共振器及び可変フィルタ | |
RU187315U1 (ru) | Компактный квадратурный направленный ответвитель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181027 |