RU187316U1 - COMPACT FOUR DIFFERENT DIRECTED TAP - Google Patents
COMPACT FOUR DIFFERENT DIRECTED TAP Download PDFInfo
- Publication number
- RU187316U1 RU187316U1 RU2018112849U RU2018112849U RU187316U1 RU 187316 U1 RU187316 U1 RU 187316U1 RU 2018112849 U RU2018112849 U RU 2018112849U RU 2018112849 U RU2018112849 U RU 2018112849U RU 187316 U1 RU187316 U1 RU 187316U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- low
- quarter
- transmission lines
- wave
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 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
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к технике сверхвысоких частот, и направлена на уменьшение габаритных размеров направленных ответвителей. Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является уменьшение длин сегментов линий передачи в составе направленного ответвителя. Компактный четырехшлейфный направленный ответвитель, характеризующийся тем, что содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R, шесть фильтров нижних частот, четыре микрополосковые линии передачи, первый, третий, восьмой, десятый фильтры нижних частот с входными сопротивлениями Rи фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте, второй и девятый фильтры нижних частот с входным сопротивлением Rи фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте, четвертый и седьмой четвертьволновые микрополосковые линии передачи с входными сопротивлениями R, пятую и шестую четвертьволновые микрополосковые линии передачи с входными сопротивлениями R, подключенные друг к другу через тройники, где, Р- мощность, ответвленная в один из входов, Р- мощность, подаваемая на вход направленного ответвителя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to the field of radio engineering, namely to microwave technology, and is aimed at reducing the overall dimensions of directional couplers. The technical result achieved by the implementation of the utility model is to reduce the lengths of segments of transmission lines in the directional coupler. A compact four-loop directional coupler characterized in that it contains four input transmission lines with a wave impedance R, six low-pass filters, four microstrip transmission lines, the first, third, eighth, tenth low-pass filters with input resistances R and a 90 ° phase transfer coefficient phase operating frequency, the second and ninth low-pass filters with an input impedance R and a phase of the transmission coefficient of 90 ° at the central operating frequency, the fourth and seventh quarter-wave micro glossy transmission lines with input resistances R, fifth and sixth quarter-wave microstrip transmission lines with input resistances R, connected to each other through tees, where, P is the power branched into one of the inputs, P is the power supplied to the input of the directional coupler. 1 s.p. f-ly, 3 ill.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах и радиоизмерениях как самостоятельное устройство, а также в качестве функционального узла для построения делителей мощности, фазовращателей, смесителей, модуляторов, дискриминаторов, сумматоров мощности, диаграммообразующих элементов.The utility model relates to radio engineering and can be used in radar, radio navigation, communication, antenna systems and radio measurements as an independent device, as well as a functional unit for constructing power dividers, phase shifters, mixers, modulators, discriminators, power adders, and diagram-forming elements.
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.At present, the design of a quadrature directional coupler made in the form of two identical segments of a transmission line, for example, a coaxial cable, 1/8 wavelength in a line and containing two lumped communication capacities that are connected at the ends of the segments between potential line conductors, is widely known. (“Devices for adding and distributing the power of high-frequency oscillations.” Edited by ZI Model. Publishing House “Soviet Radio”, M. 1980. S. 86-87, Fig. 6.6). The disadvantages of this technical solution are: a narrow band of operating frequencies and a large overall size.
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.Another commonly used design is a quadrature directional coupler on elements with lumped parameters. The coupler is a symmetric eight-port, consisting of high-pass filters ("Broadband microwave devices on elements with lumped parameters" Karpov V.M., Malyshev V.A., Perevoshchikov I.V. - M .: "Radio and communication", 1984 p. 67-72, Fig. 5.5). With a wide range of operating frequencies, this coupler contains a large number of elements, and therefore has large overall dimensions, low reliability and repeatability in serial production, high cost, and is difficult to manufacture and configure.
Известен также микрополосковый четырехшлейфный направленный ответвитель, который содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой две микрополосковые линии передачи, две центральные структуры и симметрично относительно каждой центральной структуры расположена боковая структура на расстоянии в четверть длины волны друг от друга, причем каждая структура выполнена в виде четвертьволнового отрезка линии передачи, соединенного с обеими линиями передачи. (Малорацкий Л.Г. Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях - М.: Сов. Радио, 1972 - 186 с.). Устройство обеспечивает прохождение сигнала с входа основной линии на выход и ответвление части мощности на второй выход, благодаря структурам, соединяющим линии передачи, и электромагнитной связи между линиями передачи. Фазовый сдвиг напряжений на выходах такого ответвителя составляет 90°. Недостатками указанного микрополоскового направленного ответвителя являются: большие габаритные размеры, особенно на низких частотах, а также паразитные полосы пропускания на соседних частотах.A microstrip four-loop directional coupler is also known, which contains a dielectric substrate, one surface of which is metallized, and two microstrip transmission lines, two central structures, and a side structure located at a quarter wavelength distance from each other symmetrically with respect to each central structure, each structure made in the form of a quarter-wave segment of a transmission line connected to both transmission lines. (Maloratsky L.G. Yavich L.R. Design and calculation of microwave elements on strip lines - M .: Sov. Radio, 1972 - 186 p.). The device ensures the passage of the signal from the input of the main line to the output and the branching of part of the power to the second output, thanks to the structures connecting the transmission lines, and electromagnetic coupling between the transmission lines. The phase shift of the voltages at the outputs of such a coupler is 90 °. The disadvantages of this microstrip directional coupler are: large overall dimensions, especially at low frequencies, as well as spurious bandwidths at adjacent frequencies.
Полезная модель направлена на уменьшение габаритных размеров направленных ответвителей.The utility model is aimed at reducing the overall dimensions of directional couplers.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является уменьшение длин сегментов линий передачи в составе четырехшлейфного направленного ответвителя.The technical result achieved by the implementation of the utility model is to reduce the lengths of segments of transmission lines in the four-loop directional coupler.
Технический результат достигается за счет того, что четырехшлейфный направленный ответвитель содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R1, шесть фильтров нижних частот, четыре микрополосковые линии передачи, первый, третий, восьмой, десятый фильтры нижних частот с входными сопротивлениями R2 и фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте, второй и девятый фильтры нижних частот с входным сопротивлением R3 и фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте, четвертый и седьмой четвертьволновые микрополосковые линии передачи с входными сопротивлениями R4, пятую и шестую четвертьволновые микрополосковые линии передачи с входными сопротивлениями R5, подключенные друг к другу через тройники, где , Ротв - мощность, ответвленная в один из входов, Рвх - мощность, подаваемая на вход направленного ответвителя, где первый вход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом устройства и первым входом четвертого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом второй и пятого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход второй фильтра нижних частот соединен с первым входом третьей и шестого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход третьей фильтра нижних частот соединен с третьим входом устройства и первым входом седьмого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход седьмого четвертьволнового отрезка линии передачи соединен с четвертым входом устройства и первым входом десятого фильтра нижних частот, второй вход десятого фильтра нижних частот соединен со вторым входом шестого четвертьволнового отрезка линии передачи и первым входом девятого фильтра нижних частот, второй вход девятого фильтра нижних частот соединен со вторым входом пятого четвертьволнового отрезка линии передачи и первым входом восьмого фильтра нижних частот, второй вход восьмого фильтра нижних частот соединен со вторым входом устройства и вторым входом четвертого четвертьволнового отрезка линии передачи.The technical result is achieved due to the fact that the four-loop directional coupler contains four input transmission lines with an impedance of R 1 , six low-pass filters, four microstrip transmission lines, the first, third, eighth, tenth low-pass filters with input resistances R 2 and
Фильтр нижних частот, имеющий в необходимой полосе частот фазочастотную характеристику, совпадающую с фазочастотной характеристикой линии передачи, обладает меньшей длиной по сравнению с ней. Таким образом, использование фильтров нижних частот вместо отрезков линий передачи позволяет уменьшить габаритные размеры устройства.A low-pass filter having a phase-frequency characteristic in the required frequency band matching the phase-frequency characteristic of the transmission line has a shorter length compared to it. Thus, the use of low-pass filters instead of segments of transmission lines can reduce the overall dimensions of the device.
Сущность полезной модели поясняется фигурами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by figures, which depict:
- на фиг. 1 - предпочтительный вариант топологии предлагаемого микрополоскового направленного ответвителя с несимметрично выполненными фильтрами нижних частот, реализованного на диэлектрической подложке с относительной диэлектрической проницаемостью равной 4.4 и толщиной 1 мм; вид сверху, где 1, 2, 3, 4 - входы ответвителя;- in FIG. 1 is a preferred variant of the topology of the proposed microstrip directional coupler with asymmetrically configured low-pass filters, implemented on a dielectric substrate with a relative dielectric constant of 4.4 and a thickness of 1 mm; top view, where 1, 2, 3, 4 - coupler inputs;
- на фиг. 2 - графики зависимости модулей S-параметров от частоты, выраженных в децибелах;- in FIG. 2 - graphs of the dependence of the S-parameter modules on frequency, expressed in decibels;
- на фиг. 3 - график частотной зависимости разности фаз между связанным и основным выходами ответвителя.- in FIG. 3 is a graph of the frequency dependence of the phase difference between the coupled and the main outputs of the coupler.
Микрополосковый направленный ответвитель имеет четыре 50-омных входных линии передачи, состоит из шести фильтров нижних частот в микрополосковом исполнении и четырех микрополосковых линий, подключенных друг к другу, с помощью тройников между входами 1 и 2, 1 и 3,3 и 4, 2 и 4.The microstrip directional coupler has four 50-ohm input transmission lines, consists of six microstrip low-pass filters and four microstrip lines connected to each other using tees between
Микрополосковый направленный ответвитель работает следующим образом.Microstrip directional coupler operates as follows.
Поступающая на вход 1 мощность высокочастотного сигнала (например, с рабочей частотой 2 ГГц) по фильтрам нижних частот частично поступает на вход 3, частично ответвляется на вход 4. В качестве дополнительного преимущества предлагаемый ответвитель не имеет паразитных полос пропускания на частотах, кратных центральной частоте рабочего диапазона. Применение фильтров нижних частот вместо отрезков линии передачи позволяет осуществить эффективную миниатюризацию конструкции. Благодаря несимметричной реализации фильтров нижних частот (внесению внутрь широких линии) дополнительно уменьшаются габаритные размеры устройства.The power of a high-frequency signal coming to input 1 (for example, with an operating frequency of 2 GHz) is partially fed to input 3 by low-pass filters and partially branched to input 4. As an additional advantage, the proposed coupler does not have spurious pass-bands at frequencies that are multiples of the central frequency of the working range. The use of low-pass filters instead of segments of the transmission line allows for efficient miniaturization of the structure. Due to the asymmetric implementation of low-pass filters (insertion into wide lines), the overall dimensions of the device are further reduced.
Для ответвителя, который делит мощность поровну между двумя выходами: Ротв=0,5 Вт, Рвх=1 Вт, тогда , для стандартного волнового сопротивления Rl=50 Ом входные сопротивления будут равны .For a coupler that divides the power equally between two outputs: P hole = 0.5 W, P input = 1 W, then , for a standard wave impedance Rl = 50 Ohm, the input impedances will be equal .
Для подтверждения реализуемости выбранного технического решения, был изготовлен опытный образец полезной модели микрополоскового направленного ответвителя со следующими техническими характеристиками:To confirm the feasibility of the selected technical solution, a prototype of a useful model of a microstrip directional coupler with the following technical characteristics was made:
- коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входов ответвителя не более 1,2;- standing wave voltage coefficient (VSWR) of coupler inputs not more than 1.2;
- амплитудный разбаланс между основным и связанным каналами ответвителя не превышает 0,7 дБ, в соответствии с данными на фиг. 2;- the amplitude imbalance between the main and associated coupler channels does not exceed 0.7 dB, in accordance with the data in FIG. 2;
- разность фаз между основным и связанным каналами отличается от 90° не более чем на ±3°, что показано на фиг. 3.- the phase difference between the main and associated channels differs from 90 ° by no more than ± 3 °, as shown in FIG. 3.
Площадь компактного ответвителя составляет 518 мм2, что на 65% меньше площади, занимаемой стандартной конструкцией ответвителя.The area of the compact coupler is 518 mm 2 , which is 65% less than the area occupied by the standard coupler design.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112849U RU187316U1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | COMPACT FOUR DIFFERENT DIRECTED TAP |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112849U RU187316U1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | COMPACT FOUR DIFFERENT DIRECTED TAP |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU187316U1 true RU187316U1 (en) | 2019-03-01 |
Family
ID=65678982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018112849U RU187316U1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | COMPACT FOUR DIFFERENT DIRECTED TAP |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU187316U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781799C1 (en) * | 2021-12-20 | 2022-10-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Compact directional coupler |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0567904A (en) * | 1991-09-05 | 1993-03-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Distribution coupling type directional coupler |
US7538635B2 (en) * | 2005-04-11 | 2009-05-26 | Ntt Docomo, Inc. | Quadrature hybrid circuit having variable reactances at the four ports thereof |
RU2494502C2 (en) * | 2011-10-18 | 2013-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Miniature broadband quadrature directional coupler on lumped elements |
RU2623186C2 (en) * | 2015-11-17 | 2017-06-22 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи" | Microwave power divider into two outputs with adjustable power distribution between outputs |
RU177305U1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-02-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | COMPACT DIRECTED TAP |
-
2018
- 2018-04-09 RU RU2018112849U patent/RU187316U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0567904A (en) * | 1991-09-05 | 1993-03-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Distribution coupling type directional coupler |
US7538635B2 (en) * | 2005-04-11 | 2009-05-26 | Ntt Docomo, Inc. | Quadrature hybrid circuit having variable reactances at the four ports thereof |
RU2494502C2 (en) * | 2011-10-18 | 2013-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Miniature broadband quadrature directional coupler on lumped elements |
RU2623186C2 (en) * | 2015-11-17 | 2017-06-22 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи" | Microwave power divider into two outputs with adjustable power distribution between outputs |
RU177305U1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-02-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | COMPACT DIRECTED TAP |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781799C1 (en) * | 2021-12-20 | 2022-10-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Compact directional coupler |
RU2808531C1 (en) * | 2022-10-10 | 2023-11-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Frequency-tunable directional coupler (embodiments) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9136579B2 (en) | Phase shifter using substrate integrated waveguide | |
US8089327B2 (en) | Waveguide to plural microstrip transition | |
CN102280681A (en) | Power divider of coaxial-ridge waveguide-microstrip transformation structure | |
CN112272900B (en) | Spiral ultra-wideband microstrip orthogonal directional coupler | |
CN105789802A (en) | Ultra-wideband Balun based on new interconnection structure | |
US20220263212A1 (en) | High frequency power divider/combiner circuit | |
RU2494502C2 (en) | Miniature broadband quadrature directional coupler on lumped elements | |
CN114284673B (en) | Substrate integrated waveguide dual-band filtering balun | |
US5412354A (en) | Single layer double ring hybrid magic-tee | |
RU177305U1 (en) | COMPACT DIRECTED TAP | |
Ibrahim et al. | Design of wideband six-port network formed by in-phase and quadrature Wilkinson dividers | |
RU196285U1 (en) | SMALL DIRECTED DIRECTION | |
Mandal et al. | A compact planar orthomode transducer | |
RU180138U1 (en) | COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP | |
RU182127U1 (en) | COMPACT MICROWAVE BRIDGE | |
RU187316U1 (en) | COMPACT FOUR DIFFERENT DIRECTED TAP | |
RU183839U1 (en) | COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP | |
CN113258243B (en) | Broadband miniaturization mixing ring with stable output phase | |
RU196284U1 (en) | SYNTHETIC ANTI-PHASE RING BRIDGE | |
KR20190056884A (en) | Transition structure between micro stripline and rectangular waveguide | |
Soodmand et al. | Hybrid coupler for compact ultra-wideband UHF transceivers | |
RU189909U1 (en) | MINIATURE THREE-SHLIFT DIRECTED DETECTOR | |
RU182122U1 (en) | MINIATURE MICRO-STRIP DIRECTED TAP | |
CN114204241A (en) | Microstrip-open slot line coupled dual-band 90-degree directional coupler | |
RU196375U1 (en) | COMPACT DIRECTED TAP |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190410 |