RU189909U1 - Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель - Google Patents
Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвительInfo
- Publication number
- RU189909U1 RU189909U1 RU2018112866U RU2018112866U RU189909U1 RU 189909 U1 RU189909 U1 RU 189909U1 RU 2018112866 U RU2018112866 U RU 2018112866U RU 2018112866 U RU2018112866 U RU 2018112866U RU 189909 U1 RU189909 U1 RU 189909U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- microstrip
- cell
- quarter
- wave
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 26
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 abstract 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation 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
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к технике сверхвысоких частот, и направлена на уменьшение габаритных размеров направленных ответвителей. Техническим результатом является уменьшение длин сегментов линий передачи в составе трехшлейфного направленного ответвителя.Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением Rпять микрополосковых ячеек и две четвертьволновых микрполосковых линий передачи, подключенных друг к другу через тройники, с входными сопротивлениямии, Р- мощность, ответвленная в один из входов, Р- мощность, подаваемая на вход направленного ответвителя, и фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.
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.
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.
Известен также микрополосковый трехшлейфный направленный ответвитель, который содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой две микрополосковые линии передачи, центральную структуру и симметрично относительно центральной структуры расположенные боковые структуры 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 микрополосковым ячейкам, 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. Стоит отметить, что микрополосковые ячейки состоят из высокоомных линий передачи, которые образуют фигуру внутри которой располагается сегмент выступающий в роли емкости и реализованный как низкоомный отрезок линии передачи.
Полезная модель направлена на уменьшение габаритных размеров направленных ответвителей.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является уменьшение длин сегментов линий передачи в составе направленного ответвителя.
Технический результат достигается за счет того, что миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R1, пять микрополосковых ячеек и две четвертьволновых микрполосковых линий передачи, подключенных друг к другу через тройники, с входными сопротивлениями и, где , Pвх - мощность, ответвленная в один из входов, Pвх - мощность, подаваемая на вход направленного ответвителя, и фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте,, где первый вход первой микрополосковой ячейки соединен с входом А1 устройства и первым входом третьего четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход первой микрополосковой ячейки соединен с первым входом второй и четвертой микрополосковой ячейки, второй вход второй микрополосковой ячейки соединен с входом А2 устройства и первым входом пятого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход пятого четвертьволнового отрезка линии передачи соединен с входом А4 устройства и первым входом седьмой микрополосковой ячейки, второй вход седьмой микрополосковой ячейки соединен со вторым входом четвертой и шестой микрополосковой ячейки, первый вход шестой микрополосковой ячейки соединен с входом A3 устройства и вторым входом третьего четвертьволнового отрезка.
Микрополосковые ячейки, имеющие в необходимой полосе частот фазочастотную характеристику, совпадающую с фазочастотной характеристикой линий передачи, но при этом обладают меньшей длиной по сравнению с ними. Таким образом, использование микрополосковых ячеек вместо отрезков линий передачи позволяет уменьшить габаритные размеры устройства. Сущность полезной модели поясняется фигурами, на которых изображено:
- на фиг. 1 - предпочтительный вариант топологии предлагаемого микрополоскового трехшлейфного направленного ответвителя, реализованного на диэлектрической подложке с относительной диэлектрической проницаемостью равной 4.4 и толщиной 1 мм; вид сверху, где A1, А2, A3, А4 - входы ответвителя; также в конструкции имеются микрополосковые ячейки - 1,2,4,6,7 и четвертьволновые отрезки - 3 и 5.
- 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 ответвителя.
Микрополосковый трехшлейфный направленный ответвитель имеет четыре 50-омных входных линии передачи, состоит из пяти микрополосковых ячеек в микрополосковом исполнении и двух микрополосковых линий, подключенных друг к другу, с помощью тройников между входами А1 и А2, А1 и А4, А2 и A3, A3 и А4. Микрополосковые ячейки представляют собой прямоугольник (возможна любая другая геометрическая фигура) из высокоомных микрополосковых линий. Внутри прямоугольников через высокоомные линии подключаются низкоомные отрезки. Габариты и количество используемых ячеек определяется исходя из получения необходимого фазового сдвига на рабочей частоте устройства.
Микрополосковый миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель работает следующим образом. Поступающая на вход А1 мощность высокочастотного сигнала (например, с рабочей частотой 2 ГГц) по микрополосковым ячейкам частично поступает в плечо А2, частично (благодаря соединяющим изогнутым линиям передачи в виде меандра и микрополосковым ячейкам) ответвляется в плечо А4, а плечо A3 - электрически развязано. В качестве дополнительного преимущества предлагаемый ответвитель не имеет паразитных полос пропускания на частотах, кратных центральной частоте рабочего диапазона. Применение микрополосковых ячеек вместо отрезков линии передачи позволяет осуществить эффективную миниатюризацию конструкции.
Для ответвителя, который делит мощность поровну между двумя выходами: , , тогда , длястандартного волнового сопротивления R1=50 Ом входные сопротивления будут равны и
В качестве дополнительного преимущества предлагаемый ответвитель не имеет паразитных полос пропускания на частотах, кратных центральной частоте рабочего диапазона. Применение микрополосковых ячеек вместо отрезков линии передачи позволяет осуществить эффективную миниатюризацию конструкции.
Для подтверждения реализуемости выбранного технического решения, был изготовлен опытный образец полезной модели микрополоскового миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель со следующими техническими характеристиками:
- коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входов ответвителя не более 1,2;
- амплитудный разбаланс между основным и связанным каналами ответвителя не превышает 0,7 дБ, в соответствии с данными на фиг. 2;
- разность фаз между основным и связанным каналами отличается от 90° не более чем на ±3°, что показано на фиг. 3.
Площадь компактного ответвителя составляет 1004,3 мм2, что на 66% меньше площади, занимаемой стандартной конструкцией ответвителя.
Claims (3)
1. Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель, характеризующийся тем, что содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R1, пять микрополосковых ячеек и две четвертьволновых микрполосковых линий передачи, подключенных друг к другу через тройники, с входными сопротивлениями и , где , Pотв - мощность, ответвленная в один из входов, Pвх - мощность, подаваемая на вход направленного ответвителя, и фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте, где первый вход первой микрополосковой ячейки соединен с входом A1 устройства и первым входом третьего четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход первой микрополосковой ячейки соединен с первым входом второй и четвертой микрополосковой ячейки, второй вход второй микрополосковой ячейки соединен с входом А2 устройства и первым входом пятого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход пятого четвертьволнового отрезка линии передачи соединен с входом А4 устройства и первым входом седьмой микрополосковой ячейки, второй вход седьмой микрополосковой ячейки соединен со вторым входом четвертой и шестой микрополосковой ячейки, первый вход шестой микрополосковой ячейки соединен с входом A3 устройства и вторым входом третьего четвертьволнового отрезка.
2. Ответвитель по п. 1, отличающийся тем, что все микрополосковые ячейки выполнены в виде полых прямоугольников, образованных высокоомными микрополосковыми линиями, внутри которых параллельно подключается низкоомная микрополосковая линия.
3. Ответвитель по п. 1, отличающийся тем, что количество ячеек и их форма может быть произвольной.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112866U RU189909U1 (ru) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112866U RU189909U1 (ru) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU189909U1 true RU189909U1 (ru) | 2019-06-11 |
Family
ID=66948021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018112866U RU189909U1 (ru) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU189909U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2046469C1 (ru) * | 1992-04-17 | 1995-10-20 | Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Полосковый шлейфный направленный ответвитель |
US7088201B2 (en) * | 2004-08-04 | 2006-08-08 | Eudyna Devices Inc. | Three-dimensional quasi-coplanar broadside microwave coupler |
RU2494502C2 (ru) * | 2011-10-18 | 2013-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами |
US8704575B2 (en) * | 2011-06-17 | 2014-04-22 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Tunable active directional couplers |
-
2018
- 2018-04-09 RU RU2018112866U patent/RU189909U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2046469C1 (ru) * | 1992-04-17 | 1995-10-20 | Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Полосковый шлейфный направленный ответвитель |
US7088201B2 (en) * | 2004-08-04 | 2006-08-08 | Eudyna Devices Inc. | Three-dimensional quasi-coplanar broadside microwave coupler |
US8704575B2 (en) * | 2011-06-17 | 2014-04-22 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Tunable active directional couplers |
RU2494502C2 (ru) * | 2011-10-18 | 2013-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6281849B1 (en) | Printed bi-polarization antenna and corresponding network of antennas | |
WO2015135153A1 (zh) | 阵列天线 | |
Omar et al. | UWB coplanar waveguide-fed-coplanar strips spiral antenna | |
Ardakani et al. | A compact wideband cubic dielectric resonator antenna for integrated 60-GHz MHMIC short-range transceivers | |
Bah et al. | An extremely wideband tapered balun for application in tightly coupled arrays | |
Kazemi et al. | Design of a wide band eight-way compact SIW power combiner fed by a low loss GCPW-to-SIW transition | |
RU177305U1 (ru) | Компактный направленный ответвитель | |
Zhang et al. | A compact single-layer balanced phase shifter with wide bandwidth and uniform reference line | |
Ibrahim et al. | Design of wideband six-port network formed by in-phase and quadrature Wilkinson dividers | |
Varshney et al. | Aerodynamic slotted SIW-to-MS line transition using mitered end taper for satellite and RADAR communications | |
RU189909U1 (ru) | Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель | |
RU180138U1 (ru) | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель | |
RU196285U1 (ru) | Малоразмерный направленный ответвитель | |
RU182127U1 (ru) | Компактный свч мост | |
Peng et al. | An improved UWB non-coplanar power divider | |
Soodmand et al. | Hybrid coupler for compact ultra-wideband UHF transceivers | |
Al Abbas et al. | Millimeter wave tunable power divider using modified Wilkinson design | |
RU187316U1 (ru) | Компактный четырехшлейфный направленный ответвитель | |
Kpodzo et al. | A quadriphase fin-line modulator | |
KR20190056884A (ko) | 마이크로 스트립라인과 도파관 간의 전이 구조 | |
RU196284U1 (ru) | Синфазно-противофазный кольцевой мост | |
RU182122U1 (ru) | Миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель | |
RU183839U1 (ru) | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель | |
Ali et al. | Printed RGW 3-dB backward coupler for millimeter wave applications | |
RU196375U1 (ru) | Компактный направленный ответвитель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190605 |