RU196285U1 - Малоразмерный направленный ответвитель - Google Patents
Малоразмерный направленный ответвитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU196285U1 RU196285U1 RU2019121661U RU2019121661U RU196285U1 RU 196285 U1 RU196285 U1 RU 196285U1 RU 2019121661 U RU2019121661 U RU 2019121661U RU 2019121661 U RU2019121661 U RU 2019121661U RU 196285 U1 RU196285 U1 RU 196285U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- pass filter
- low
- quarter
- transmission line
- Prior art date
Links
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
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к технике СВЧ, и направлена на уменьшение габаритных размеров направленных ответвителей, подавление паразитных гармоник и переключение режима работы ответвителя с сонаправленного на противонаправленный. Техническим результатом является уменьшение габаритов, подавление паразитных гармоник и обеспечение возможности переключения режимов работы ответвителя. Направленный ответвитель содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R, два фильтра нижних частот, две микрополосковой линии и один фильтр верхних частот. При этом первый вход фильтра нижних частот B1 соединен с входом A1 устройства и первым входом первого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход фильтра нижних частот B1 соединен с первым входом второго четвертьволнового отрезка линии передачи и входом A2 устройства, второй вход второго четвертьволнового отрезка линии передачи соединен с входом A4 устройства и первым входом фильтра нижних частот B2, либо с первым входом фильтра верхних частот F1, и входом A3 устройства, второй вход первого четвертьволнового отрезка линии передачи соединен со вторым входом фильтра нижних частот B2, либо со вторым входом фильтра верхних частот F1. 3 ил.
Description
Полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использовано 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 направленный ответвитель, который содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой две микрополосковые линии соединены на расстоянии четверти длины волны двумя четвертьволновыми шлейфами. (Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика – «Связь», 1971.-487с.). Устройство обеспечивает прохождение сигнала с входа основной линии на выход и ответвление части мощности, проходящей по основной линии передачи, на два выхода. Фазовый сдвиг напряжений на выходах такого ответвителя составляет 90°. Недостатками указанного микрополоскового направленного ответвителя являются: большие габаритные размеры, особенно на низких частотах, работа только в сонаправленном режиме, а также паразитные полосы пропускания на соседних частотах.
Полезная модель направлена на уменьшение габаритных размеров направленных ответвителей и добавление возможности переключения режимов работы ответвителя с сонаправленного на противонаправленный.
Новыми признаками заявляемого полезной модели является то, что в топологию направленного ответвителя введены два фильтра нижних частот и один фильтр верхних частот, выполняющих функции четвертьволновых отрезков, причем габариты фильтров выбираются из условия оптимального согласования. Переключение режимов работы ответвителя с сонаправленного на противонаправленный осуществляется подключением/отключением pin-диодов (подключается фильтр нижних частот, либо фильтр верхних частот).
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение габаритов, подавление паразитных гармоник и обеспечение возможности переключения режимом работы ответвителя.
Технический результат достигается за счет того, что направленный ответвитель, характеризующийся тем, что содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R 1, два фильтра нижних частот, две микрополосковой линии и один фильтр верхних частот, В1 и В2 фильтры нижних частот с входными сопротивлениями и фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте, первую и вторую четвертьволновые микрополосковые линии передачи с входными сопротивлениями , фильтр верхних частот F1 с входным сопротивлением и фазой коэффициента передачи 270° на центральной рабочей частоте, подключенные друг к другу через тройники, где , k – коэффициент ответвления мощности, P отв – мощность, ответвленная в один из входов, P вх – мощность, подаваемая на вход направленного ответвителя, где первый вход фильтра нижних частот B1 соединен с входом A1 устройства и первым входом первого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход фильтра нижних частот B1 соединен, с первым входом второго четвертьволнового отрезка линии передачи и входом A2 устройства, второй вход второго четвертьволнового отрезка линии передачи соединен с входом A4 устройства и первым входом фильтра нижних частот B2, либо первым входом фильтра верхних частот F1, и входом A3 устройства, второй вход первого четвертьволнового отрезка линии передачи соединен со вторым входом фильтра нижних частот B2, либо со вторым входом фильтра верхних частот F1.
Фильтр нижних частот, имеющий в необходимой полосе частот фазочастотную характеристику, совпадающую с фазочастотной характеристикой линии передачи с электрической длиной 90 градусов, обладает меньшей длиной по сравнению с ней. Фильтр верхних частот, имеющий в необходимой полосе частот фазочастотную характеристику, совпадающую с фазочастотной характеристикой линии передачи с электрической длиной 270 градусов, обладает меньшей длиной по сравнению с ней. Таким образом, использование фильтров вместо отрезков линий передачи позволяет уменьшить габаритные размеры устройства.
Сущность полезной модели поясняется фигурами, на которых изображено:
- на фиг. 1 - представлен пример выполнения направленного ответвителя, с фильтрами нижних и верхних частот, реализованного на диэлектрической подложке с относительной диэлектрической проницаемостью равной 4.4 и толщиной 1 мм; вид сверху, где А1, А2, А3, А4 - входы ответвителя; 1,2 – четвертьволновые отрезки; В1, В2 – фильтры нижних частот; фильтр верхних частот F1 состоящий из микрополосковых отрезков и чип конденсаторов D1, D2 и чип индуктивности Е1; C1, C2, C3, C4 – pin-диоды.
- на фиг. 2 - графики зависимости модулей S-параметров от частоты, выраженных в децибелах для сонаправленного режима работы;
- на фиг. 3 - графики зависимости модулей S-параметров от частоты, выраженных в децибелах для противонаправленного режима работы;
Микрополосковый направленный ответвитель имеет четыре 50-омных входных линии передачи, состоит из двух четвертьволновых отрезков линии передачи, двух фильтров нижних частот и одного фильтра верхних частот в микрополосковом исполнении, подключенных друг к другу через тройники между входами А1 и А2, А1 и А3, А3 и А4, А2 и А4. При этом подключение фильтра верхних или нижних частот осуществляется с помощью pin-диодов C1, C2, C3, C4. При включении pin-диодов C1 и C2 осуществляется подключение фильтра верхних частот (противонаправленный режим работы), а при включении pin-диодов C3 и C4 осуществляется подключение фильтра нижних частот (сонаправленный режим работы). Фильтр верхних и нижних частот могут быть выполнены, как на микрополосковых сегментах, так и на чип элементах.
Направленный ответвитель работает следующим образом.
Поступающая на вход А1 мощность высокочастотного сигнала (например, с рабочей частотой 2 ГГц) через фильтр нижних частот частично поступает на вход А2, частично ответвляется на вход А4. Подобная реализация, представленная на фиг. 1. При подключенном фильтре нижних частот ответвителя обеспечивает равное деление мощности и сонаправленный режим работы. За счет использования фильтров нижних частот и четвертьволновых отрезков, обеспечивающих фазовый набег 90°, вход А3 оказывается электрически развязанным на центральной рабочей частоте. Ввиду симметрии предлагаемого устройства, аналогичное рассуждение справедливо при подаче мощности на другие входы. При включении другой пары pin-диодов (подключении фильтра верхних частот, вместо фильтра нижних частот), изменяется режим работы ответвителя с сонаправленного на противонаправленный режим работы. Поступающая на вход А1 мощность высокочастотного сигнала через фильтр нижних частот частично поступает на вход А2, частично ответвляется на вход А3. При подключенном фильтре верхних частот ответвителя обеспечивает равное деление мощности и противонаправленный режим работы. За счет использования фильтра нижних частот и четвертьволновых отрезков, обеспечивающих фазовый набег 90°, а также фильтра верхних частот, обеспечивающий фазовый набег 270° вход А4 оказывается электрически развязанным на центральной рабочей частоте. Ввиду симметрии предлагаемого устройства, аналогичное рассуждение справедливо при подаче мощности на другие входы.
Для ответвителя, который делит мощность поровну между двумя выходами: P отв = 0,5 Вт, P вх = 1 Вт, тогда , для стандартного волнового сопротивления Ом входные сопротивления будут равны Ом и Ом.
В качестве дополнительного преимущества предлагаемый ответвитель не имеет паразитных полос пропускания на частотах, кратных центральной частоте рабочего диапазона. Применение фильтров нижних и верхних частот вместо отрезков линии передачи позволяет осуществить эффективную миниатюризацию конструкции.
Практическое преимущество использования дополнительного фильтра верхних частот, подключаемого через pin-диоды, заключается в возможности изменять режим работы направленного ответвителя с сонаправленного на противонаправленным и наоборот.
Для подтверждения реализуемости выбранного технического решения, был изготовлен опытный образец полезной модели, микрополоскового направленного ответвителя со следующими техническими характеристиками:
- амплитудный разбаланс между основным и связанным каналами ответвителя не превышает 0,8 дБ, в соответствии с данными на фиг. 2 и фиг.3;
Площадь направленного ответвителя составляет 449.5 мм2, что на 27% меньше площади, занимаемой стандартной конструкцией ответвителя с сонаправленным режимом работы.
Claims (1)
- Направленный ответвитель, характеризующийся тем, что содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R 1, два фильтра нижних частот, две микрополосковой линии и один фильтр верхних частот, В1 и В2 фильтры нижних частот с входными сопротивлениями
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019121661U RU196285U1 (ru) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Малоразмерный направленный ответвитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019121661U RU196285U1 (ru) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Малоразмерный направленный ответвитель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU196285U1 true RU196285U1 (ru) | 2020-02-21 |
Family
ID=69630829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019121661U RU196285U1 (ru) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Малоразмерный направленный ответвитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU196285U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808531C1 (ru) * | 2022-10-10 | 2023-11-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Частотно-перестраиваемый направленный ответвитель (варианты) |
CN117374543A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 兰州交通大学 | 一种集成化谐振抑制功分器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4127831A (en) * | 1977-02-07 | 1978-11-28 | Riblet Gordon P | Branch line directional coupler having an impedance matching network connected to a port |
US7538635B2 (en) * | 2005-04-11 | 2009-05-26 | Ntt Docomo, Inc. | Quadrature hybrid circuit having variable reactances at the four ports thereof |
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 |
RU180138U1 (ru) * | 2017-10-26 | 2018-06-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель |
-
2019
- 2019-07-11 RU RU2019121661U patent/RU196285U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4127831A (en) * | 1977-02-07 | 1978-11-28 | Riblet Gordon P | Branch line directional coupler having an impedance matching network connected to a port |
US7538635B2 (en) * | 2005-04-11 | 2009-05-26 | Ntt Docomo, Inc. | Quadrature hybrid circuit having variable reactances at the four ports thereof |
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 |
RU180138U1 (ru) * | 2017-10-26 | 2018-06-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808531C1 (ru) * | 2022-10-10 | 2023-11-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Частотно-перестраиваемый направленный ответвитель (варианты) |
CN117374543A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 兰州交通大学 | 一种集成化谐振抑制功分器 |
CN117374543B (zh) * | 2023-12-05 | 2024-04-19 | 兰州交通大学 | 一种集成化谐振抑制功分器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2494502C2 (ru) | Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами | |
Choudhary | Design of CRLH-TL based compact hybrid coupler loaded with s-shaped slot | |
RU196285U1 (ru) | Малоразмерный направленный ответвитель | |
RU177305U1 (ru) | Компактный направленный ответвитель | |
CN109301419B (zh) | 一种共面波导超宽带和差器 | |
Saleh et al. | N-way compact ultra-wide band equal and unequal split tapered transmission lines wilkinson power divider | |
Mandal et al. | A compact planar orthomode transducer | |
RU180138U1 (ru) | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель | |
RU182127U1 (ru) | Компактный свч мост | |
CN107732396B (zh) | 一种基于基片集成波导的功分器 | |
RU187316U1 (ru) | Компактный четырехшлейфный направленный ответвитель | |
RU196375U1 (ru) | Компактный направленный ответвитель | |
RU196284U1 (ru) | Синфазно-противофазный кольцевой мост | |
RU182122U1 (ru) | Миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель | |
RU183839U1 (ru) | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель | |
Soodmand et al. | Hybrid coupler for compact ultra-wideband UHF transceivers | |
RU189909U1 (ru) | Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель | |
CN114204241A (zh) | 微带-开路槽线耦合双频带90度定向耦合器 | |
RU182106U1 (ru) | Компактный кольцевой мост | |
Sardi et al. | Design and fabrication of the novel miniaturized microstrip coupler 3dB using stepped impedance resonators for the ISM applications | |
RU2815333C1 (ru) | Микрополосковый делитель мощности с расширенной полосой | |
US9705175B2 (en) | Waveguide power dividers | |
RU187315U1 (ru) | Компактный квадратурный направленный ответвитель | |
RU190044U1 (ru) | Компактный двойной кольцевой мост | |
CN112563711B (zh) | 矩形贴片-半模基片集成波导杂交型90度定向耦合器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200712 |