RU2032253C1 - Фазовращатель - Google Patents
Фазовращатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2032253C1 RU2032253C1 SU4516302A RU2032253C1 RU 2032253 C1 RU2032253 C1 RU 2032253C1 SU 4516302 A SU4516302 A SU 4516302A RU 2032253 C1 RU2032253 C1 RU 2032253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase shifter
- phase
- diode
- capacitance
- short circuit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
Использование: в технике средств связи в качестве фазовращателя на нагруженных линиях. Сущность изобретения: в фазовращателе, содержащем отрезок ТЕМ-линии передачи с подключенным к нему шлейфом, между короткозамыкателем которого и центральным проводником установлен p - 1 - n-диод, емкостный подстроечный элемент выполнен в виде сменных диэлектрических вкладышей. 5 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике, технике средств связи и может быть использовано в фазовращающих устройствах антенн, в частности в фазовращателях на нагруженных линиях.
Наиболее близким к изобретению техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является одноступенчатый отражательный фазовращатель (ООФ), содержащий проводник входной линии, два проводника трансформирующей линии, p-i-n-диод, подстроечный элемент, конструктивно выполненный в виде ответвления от трансформирующей линии и представляющий собой разомкнутый емкостный шлейф.
Подстройка фазы в прототипе осуществляется за счет изменения (укорочения) размеров разомкнутого емкостного шлейфа. Такая подстройка является недостатком мощных ООФ, реализуемых на воздушных коаксиальных или полосковых линиях, так как указанная подстройка приводит к усложнению конструкции линии и необходимости механической доработки шлейфа.
На фиг.1 и 2 приведен пример конструктивного выполнения фазовращателя; на фиг. 3 - диэлектрический вкладыш, использованный в качестве элемента подстройки; на фиг. 4 - изображена электрическая схема фазовращателя; на фиг. 5 приведены зависимости фазовых сдвигов от диэлектрической проницаемости и толщины вкладышей.
В корпусе 1 фазовращателя размещен отрезок 2 ТЕМ-линии передачи с подключенным к нему шлейфом с проводником 3, трансформатором 4 и короткозамыкателем 5, между торцами которых установлен p-i-n-диод 6. Короткозамыкатель 5 является держателем p-i-n-диода 6, смещение на который подается через лепесток 7, закрепленный на держателе, изолированном от корпуса 1 диэлектрическими пластинами 8. Зазор между торцами трансформатора 4 короткозамыкателя 5 выполняет функцию емкостного подстроечного элемента, выполненного в виде сменных диэлектрических вкладышей 9, в которых выполнены пазы для размещения диода 6.
Принцип работы фазовращателя основан на зависимости фазы коэффициента отражения от величины емкости С конденсатора, образованного торцом трансформатора 4, вкладышем 9 и поверхностью короткозамыкателя 5, определяемой диэлектрической проницаемостью и размерами вкладыша 9.
При подаче напряжения обратного смещения Uсм(+) на катод p-i-n-диода 6 он представляет собой емкость, которая добавляется к емкости С, и шлейф оказывается нагружен на емкостную нагрузку. При подаче напряжения прямого смещения Uсм(-) к катоду p-i-n-диода 6 параллельно емкости С подключается индуктивность, которая шунтирует емкость С так, что суммарная нагрузка шлейфа имеет индуктивный характер. Помещая между торцом трансформатора 4 и короткозамыкателем 5 сменные вкладыши 9, отличающиеся диэлектрической проницаемостью материала или размерами (толщиной h), можно изменять величину емкости С и тем самым подбирать необходимую фазу коэффициента отражения. В частности, указанный эффект описывается следующими выражениями:
для одноступенчатого отражательного фазовращателя
Δφ ≈ 2arcsin tg
(1)
для одноступенчатого проходного фазовращателя на четвертьволновой линии, нагруженной по концам на отражательные фазовращатели,
Δφ ≈ 2arctg tg
(2) где Δφ - сдвиг фазы;
ω - средняя частота полосы пропускания;
Cд - емкость диода 6 при обратном смещении;
L - индуктивность диода 6 при прямом смещении;
Z3 и Z4 - волновое сопротивление шлейфа 3 и трансформатора 4 соответственно;
Zо - волновое сопротивление отрезка 2 ТЕМ-линии передачи.
для одноступенчатого отражательного фазовращателя
Δφ ≈ 2arcsin tg
(1)
для одноступенчатого проходного фазовращателя на четвертьволновой линии, нагруженной по концам на отражательные фазовращатели,
Δφ ≈ 2arctg tg
(2) где Δφ - сдвиг фазы;
ω - средняя частота полосы пропускания;
Cд - емкость диода 6 при обратном смещении;
L - индуктивность диода 6 при прямом смещении;
Z3 и Z4 - волновое сопротивление шлейфа 3 и трансформатора 4 соответственно;
Zо - волновое сопротивление отрезка 2 ТЕМ-линии передачи.
Формулы (1), (2) верны для фазовращателей с максимально плоской фазовой характеристикой. Для этого случая электрическая длина трансформатора 4 - θ4 выбирается равной 90о, а проводника 3 - θ3 - из условия равенства по абсолютной величине реактивных составляющих проводимостей на входе трансформатора 4 при двух состояниях диода 6 (напряжений прямого и обратного смещения).
Из формул (1), (2) видно, что изменение величины емкости С приводит к изменению величины фазового сдвига.
Для 16-диодного проходного фазовращателя фазированной антенной решетки были достигнуты пределы регулировки суммарного сдвига фазы (фиг.5) в диапазоне частот ± 6% 7-24о с использованием 16 диэлектрических вкладышей из темплена толщиной h = 2 мм, ε = 2,0, 13 - 45о для 16 вкладышей из материала СТ-10 с ε =10 и h=2 мм. При толщине h=1 мм и ε =10 пределы регулировки составили 22-7о. Этого предела достаточно, чтобы скомпенсировать уходы сдвига фазы фазовращателя, связанные с разбросом реактивных параметров диодов и технологическими допусками конструкции.
Положительный эффект достигается тем, что настройка в предложенном фазовращателе достигается без механической доработки проводника, а только посредством замены диэлектрических вкладышей, отличающихся между собой физическими размерами и диэлектрической проницаемостью материала. При этом проводники имеют наиболее простую форму, так как не требуется усложнять конструкцию за счет введения дополнительных шлейфов, необходимых для подстройки в прототипе, что улучшает технологичность изготовления.
Claims (1)
- ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ, содержащий отрезок ТЕМ-линии передачи с подключенным к нему шлейфом, между короткозамыкателем которого и центральным проводником установлен pin-диод, и емкостный подстроечный элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения подстройки фазы, емкостный подстроечный элемент выполнен в виде сменных диэлектрических вкладышей, установленных между центральным проводником и короткозамыкателем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4516302 RU2032253C1 (ru) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | Фазовращатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4516302 RU2032253C1 (ru) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | Фазовращатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2032253C1 true RU2032253C1 (ru) | 1995-03-27 |
Family
ID=21406807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4516302 RU2032253C1 (ru) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | Фазовращатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2032253C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2629536C1 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-08-29 | Андрей Викторович Быков | Мощный полупроводниковый фазовращатель |
RU2650416C1 (ru) * | 2014-11-11 | 2018-04-13 | Зи-Менг ЛИ | Антенна и антенная решетка с регулируемыми фазовращателями |
RU2676192C1 (ru) * | 2016-01-27 | 2018-12-26 | Нанджинг Милевей Корп. | Сверхширокополосный фиксированный фазовращатель, основанный на ёмкостной нагрузке |
-
1989
- 1989-06-13 RU SU4516302 patent/RU2032253C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Хижа Г.С. и др. СВЧ-фазовращатели и переключатели. М.: Радио и связь, 1984, с.120. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650416C1 (ru) * | 2014-11-11 | 2018-04-13 | Зи-Менг ЛИ | Антенна и антенная решетка с регулируемыми фазовращателями |
RU2650416C9 (ru) * | 2014-11-11 | 2018-07-02 | Зи-Менг ЛИ | Антенна и антенная решетка с регулируемыми фазовращателями |
RU2676192C1 (ru) * | 2016-01-27 | 2018-12-26 | Нанджинг Милевей Корп. | Сверхширокополосный фиксированный фазовращатель, основанный на ёмкостной нагрузке |
RU2629536C1 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-08-29 | Андрей Викторович Быков | Мощный полупроводниковый фазовращатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Brown et al. | A varactor-tuned RF filter | |
US7069064B2 (en) | Tunable ferroelectric resonator arrangement | |
Bokhari et al. | A small microstrip patch antenna with a convenient tuning option | |
US4495505A (en) | Printed circuit balun with a dipole antenna | |
Findikoglu et al. | Tunable and adaptive bandpass filter using a nonlinear dielectric thin film of SrTiO3 | |
US6525630B1 (en) | Microstrip tunable filters tuned by dielectric varactors | |
EP0630069A1 (en) | Antenna apparatus | |
Chen et al. | Tunable and switchable bandpass filters using slot-line resonators | |
JP2002528899A (ja) | 電圧制御型バラクタ及びかかるバラクタを備えた制御可能な装置 | |
GB1482263A (en) | Linearly polarized phased antenna array | |
GB2121610A (en) | Broadband microstrip antennas | |
US3289117A (en) | Surge arrestor utilizing quarter wave stubs | |
EP0469779B1 (en) | A matching device for a microstrip antenna | |
EP1030402A2 (en) | Microstrip antenna | |
US5594393A (en) | Microwave line structure | |
US3715689A (en) | Wideband microwave power divider | |
RU2032253C1 (ru) | Фазовращатель | |
US4146896A (en) | 180° Phase shifter for microwaves supplied to a load such as a radiating element | |
US4119931A (en) | Transmission line switch | |
US2642529A (en) | Broadband loop antenna | |
US5173666A (en) | Microstrip-to-inverted-microstrip transition | |
US3248662A (en) | Microwave amplifier | |
US3771070A (en) | Stripline-to-two-conductor balun | |
GB1576861A (en) | Diode microwave phase shifter and electronically scanning antenna incorporating same | |
RU2020659C1 (ru) | Свч-выключатель |