RU2340050C1 - Quadrature directional coupler - Google Patents

Quadrature directional coupler Download PDF

Info

Publication number
RU2340050C1
RU2340050C1 RU2007112600/09A RU2007112600A RU2340050C1 RU 2340050 C1 RU2340050 C1 RU 2340050C1 RU 2007112600/09 A RU2007112600/09 A RU 2007112600/09A RU 2007112600 A RU2007112600 A RU 2007112600A RU 2340050 C1 RU2340050 C1 RU 2340050C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
directional coupler
section
ccw
lines
Prior art date
Application number
RU2007112600/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир В чеславович Трофименков (RU)
Владимир Вячеславович Трофименков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС")
Priority to RU2007112600/09A priority Critical patent/RU2340050C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2340050C1 publication Critical patent/RU2340050C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is designed to solve the problem of obtaining 90° phase shift between forward and derived channel of quadrature directional coupler with face coupling. Three-strip quadrature directional coupler with face coupling designed on the three-layer substrate with inner conductor layer-to-layer junction to pad cap layer and with upper conductor layer-to-layer junction to buried layer on the centre of coupled lines.
EFFECT: design is processing tolerant and provides access to two conducting lines.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а более конкретно, к СВЧ направленным ответвителям и может быть использовано в широкополосных приемных, передающих и измерительных устройствах СВЧ.The invention relates to the field of radio engineering, and more specifically, to microwave directional couplers and can be used in broadband receiving, transmitting and measuring microwave devices.

Изобретение направлено на решение проблемы получения 90° фазового сдвига между прямым и ответвленным каналами квадратурного направленного ответвителя (КНО) с лицевой связью, реализуемого на трехслойной структуре, конструкция которого устойчива к технологическим точностям и обеспечивает доступность к двум проводящим линиям.The invention is aimed at solving the problem of obtaining a 90 ° phase shift between the direct and branch channels of a quadrature directional coupler (CCW) with a face coupling, implemented on a three-layer structure, the design of which is resistant to technological accuracy and provides access to two conductive lines.

Известен двухполосковый КНО с лицевой связью (М.D.Prouty, S.Е.Schwarz. Hybrid Couplers in Bilevel Microstrip. IEEE Transactions on microwave theory and techniques, vol.41, No.11, November 1993, p.1939-1944), реализованный на трехслойной структуре, в котором фазовый сдвиг 90° достигается путем подключения к двум плечам КНО дополнительных фазосдвигателей.Known double-band FWM with front coupling (M. D. Prouty, S.E. Schwarz. Hybrid Couplers in Bilevel Microstrip. IEEE Transactions on microwave theory and techniques, vol. 41, No.11, November 1993, p.1939-1944) implemented on a three-layer structure in which a 90 ° phase shift is achieved by connecting additional phase shifters to the two sides of the CCW.

Недостатками такого КНО являются:The disadvantages of such a CCW are:

- необходимость подключения дополнительных фазосдвигателей, выравнивающих фазу отрезков связанных линий с лицевой связью, которые увеличивают габаритные размеры устройства;- the need to connect additional phase shifters, aligning the phase of the segments of the connected lines with front communication, which increase the overall dimensions of the device;

- полное отсутствие доступности к двум проводящим линиям, необходимой для настройки устройства;- the complete lack of accessibility to the two conductive lines needed to configure the device;

- сильное влияние технологического допуска на совмещение слоев платы устройства.- a strong influence of technological tolerance on the combination of layers of the device board.

Известен четырехполосковый КНО (Патент США: №7009467 В2) с лицевой связью, реализованный на трехслойной структуре, в котором обеспечены доступ к двум проводящим линиям и устойчивость к технологическим точностям.Known four-strip KNO (US Patent: No. 7009467 B2) with front communication, implemented on a three-layer structure, which provides access to two conductive lines and resistance to technological accuracy.

Недостатком такого КНО является сложность конструкции и необходимость подключения дополнительных фазосдвигателей для обеспечения фазового сдвига 90°.The disadvantage of such a CCW is the design complexity and the need to connect additional phase motors to ensure a phase shift of 90 °.

Известен также трехполосковый КНО (Andrzej Sawicki, Krzysztof Sachse. Quase-Ideal Multilayer Two- and Three-Strip Directional Couplers for Monolithic and Hybrid MIC's // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. - 1999, Vol. - 47 - No. 9 - September. - P.1873 - 1888) с лицевой связью, реализованный на трехслойной структуре, принятый за прототип, который представляет собой двухполосковый КНО, верхний проводник которого расщеплен на два проводника.Also known is the three-strip SLC (Andrzej Sawicki, Krzysztof Sachse. Quase-Ideal Multilayer Two- and Three-Strip Directional Couplers for Monolithic and Hybrid MIC's // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. - 1999, Vol. - 47 - No. 9 - September. - P.1873 - 1888) with a face connection, implemented on a three-layer structure, adopted as a prototype, which is a two-strip KNO, the upper conductor of which is split into two conductors.

Такой КНО является более устойчивым к технологическим точностям, но требует подключения дополнительных фазосдвигателей для получения фазового сдвига 90° и обеспечения доступности к внутреннему проводнику.Such a CCW is more resistant to technological accuracy, but requires the addition of additional phase shifters to obtain a 90 ° phase shift and ensure accessibility to the inner conductor.

Целью изобретения является реализация КНО на трехслойной структуре, без дополнительных фазосдвигателей, у которого обеспечен доступ к двум проводникам связанных линий, конструкция которого устойчива к технологическим точностям.The aim of the invention is the implementation of the CCW on a three-layer structure, without additional phase shifters, which provides access to two conductors of connected lines, the design of which is resistant to technological accuracy.

Для достижения указанной цели предлагается трехполосковый КНО с лицевой связью, выполненный на трехслойной структуре.To achieve this goal, a three-strip KNO with a face bond, made on a three-layer structure, is proposed.

Согласно изобретению он содержит две одинаковые секции связанных линий с лицевой связью длиной λ/8, которые соединены таким образом, что верхний проводник первой секции связанных линий подключен через межслойный переход к внутреннему проводнику второй секции связанных линий, а внутренний проводник первой секции связанных линий подключен через межслойный переход к верхнему проводнику второй секции связанных линий.According to the invention, it contains two identical sections of connected lines with a face bond of length λ / 8, which are connected so that the upper conductor of the first section of connected lines is connected through an interlayer transition to the inner conductor of the second section of connected lines, and the internal conductor of the first section of connected lines is connected through interlayer transition to the upper conductor of the second section of connected lines.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого КНО из литературы неизвестны, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.The combination of distinctive features and properties of the proposed KNO from the literature are unknown, therefore, it meets the criteria of novelty and inventive step.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 - структура слоев КНО, на фиг.3 - топология КНО.Figure 1 presents the functional diagram of the device, figure 2 - the structure of the layers of the CCW, figure 3 - the topology of the CCW.

КНО содержит две одинаковые секции связанных линий с лицевой связью, состоящие из проводников 1 и 2. Двухполосковый проводник 1 первой секции, длиной λ/8 и шириной полосков w с зазором между ними s, расположенный на наружном слое 3 высотой h, переходит через межслойный переход 4 на внутренний слой 5 высотой Н второй секции в однополосковый проводник 1 длиной λ/8 и шириной полоска W. Однополосковый проводник 2 первой секции КНО, длиной λ/8 и шириной W, расположенный на внутреннем слое 5, переходит через межслойный переход 4 на наружный слой 3 второй секции, где проводник 2 - двухполосковый имеет длину λ/8 и ширину полосков w с зазором между ними s. Обратная сторона структуры 6 - сплошная металлизация.The CCW contains two identical sections of connected lines with a front connection, consisting of conductors 1 and 2. A two-strip conductor 1 of the first section, λ / 8 length and strip width w with a gap between them s, located on the outer layer 3 of height h, passes through the interlayer transition 4 to the inner layer 5 with a height H of the second section into a single-strip conductor 1 of length λ / 8 and a strip width W. The single-strip conductor 2 of the first section of the CCW, of length λ / 8 and width W, located on the inner layer 5, passes through the interlayer transition 4 to the outer layer 3 second section and wherein the conductor 2 - is dvuhpoloskovy λ / 8 length and width w of striplines with a gap therebetween s. The reverse side of structure 6 is solid metallization.

Отличительной особенностью работы заявляемого КНО от известных КНО на связанных линиях с лицевой связью является обеспечение одинаковых условий распространений для двух существующих мод. Отклонение фазы 45°+Δφ в первой секции КНО компенсируется во второй секции КНО, где обеспечивается набег фазы 45°-Δφ. В результате чего разница фаз между прямым и ответвленным каналами равна 90°=(45°+Δφ)+(45°-Δφ).A distinctive feature of the work of the claimed CCW from the known CCW on connected lines with face communication is to ensure the same propagation conditions for the two existing modes. The phase deviation of 45 ° + Δφ in the first section of the CCW is compensated in the second section of the CCW, where the phase incursion of 45 ° -Δφ is ensured. As a result, the phase difference between the direct and branch channels is 90 ° = (45 ° + Δφ) + (45 ° -Δφ).

Изготовлен макет квадратурного направленного ответвителя по технологии низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (Low Temperature Co-fire Ceramic, LTCC), предназначенный для работы в L-диапазоне длин волн с перекрытием по частоте 2.26:1. Отклонение сдвига фаз от требуемого составило не более ±2°, КСВН входов/выходов не более 1.25. Ослабление сигнала в каждом из каналов - не более 0.3 дБ, неидентичность коэффициента передачи - ±0.5 дБ.A mock-up of a quadrature directional coupler was made using the Low Temperature Co-fire Ceramic (LTCC) technology, designed to operate in the L-wavelength band with a frequency overlap of 2.26: 1. The phase shift deviation from the required was no more than ± 2 °, VSWR of inputs / outputs no more than 1.25. The attenuation of the signal in each channel is not more than 0.3 dB, the non-identity of the transmission coefficient is ± 0.5 dB.

Claims (1)

Квадратурный направленный ответвитель с лицевой связью, выполненный на трехслойной структуре, отличающийся тем, что он содержит две одинаковые секции связанных линий с лицевой связью длиной λ/8, которые соединены таким образом, что верхний проводник первой секции связанных линий подключен через межслойный переход к внутреннему проводнику второй секции связанных линий, а внутренний проводник первой секции связанных линий подключен через межслойный переход к верхнему проводнику второй секции связанных линий.A quadrature directional coupler with a front connection made on a three-layer structure, characterized in that it contains two identical sections of connected lines with a front connection of length λ / 8, which are connected in such a way that the upper conductor of the first section of the connected lines is connected through an interlayer transition to the inner conductor the second section of the connected lines, and the inner conductor of the first section of the connected lines is connected through an interlayer transition to the upper conductor of the second section of the connected lines.
RU2007112600/09A 2007-04-04 2007-04-04 Quadrature directional coupler RU2340050C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007112600/09A RU2340050C1 (en) 2007-04-04 2007-04-04 Quadrature directional coupler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007112600/09A RU2340050C1 (en) 2007-04-04 2007-04-04 Quadrature directional coupler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2340050C1 true RU2340050C1 (en) 2008-11-27

Family

ID=40193340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007112600/09A RU2340050C1 (en) 2007-04-04 2007-04-04 Quadrature directional coupler

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2340050C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447547C1 (en) * 2011-02-15 2012-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Quadrature directional coupler
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
RU2693501C1 (en) * 2018-10-03 2019-07-03 Акционерное общество "Микроволновые системы" Spiral ultra-wideband microstrip quadrature directional coupler

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447547C1 (en) * 2011-02-15 2012-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Quadrature directional coupler
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
RU2693501C1 (en) * 2018-10-03 2019-07-03 Акционерное общество "Микроволновые системы" Spiral ultra-wideband microstrip quadrature directional coupler
WO2020071955A1 (en) * 2018-10-03 2020-04-09 Акционерное общество "Микроволновые системы" Spiral ultra-wideband microstrip quadrature directional coupler
WO2020071956A1 (en) * 2018-10-03 2020-04-09 Акционерное общество "Микроволновые системы" Spiral ultra-wideband microstrip quadrature directional coupler
US11489244B2 (en) 2018-10-03 2022-11-01 Akcionernoe Obshestvo Microvolnovye Sistemy Spiral ultra-wideband microstrip quadrature directional coupler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5179513B2 (en) High-frequency transmission line connection structure, wiring board, high-frequency module, and radar device
US7009467B2 (en) Directional coupler
CN112272900B (en) Spiral ultra-wideband microstrip orthogonal directional coupler
US8648669B1 (en) Planar transmission-line interconnection and transition structures
RU2340050C1 (en) Quadrature directional coupler
Mansouree et al. Planar magic-tee using substrate integrated waveguide based on mode-conversion technique
US20080079632A1 (en) Directional coupler for balanced signals
Chiu et al. A PCB-compatible 3-dB coupler using microstrip-to-CPW via-hole transitions
CN103414004A (en) 0-dB directional coupler based on multilayer technology
CN109585994B (en) Miniature double-layer half-mode substrate integrated waveguide six-port device
RU2447547C1 (en) Quadrature directional coupler
US12087993B2 (en) Broadband and low cost printed circuit board based 180° hybrid couplers on a single layer board
US20090284326A1 (en) Balanced hybrid coupler
Shastrakar et al. Design and simulation of microstrip Butler matrix elements operating at 2.4 GHz for wireless applications
Zheng et al. W-band waveguide 3dB directional coupler based on E-plane branch line bridge
Gruszczynski et al. Design of high‐performance three‐strip 3‐DB directional coupler in multilayer technology with compensated parasitic reactances
US11056759B2 (en) Hybrid coupler with sum and difference ports located on the same side
CN202384476U (en) Ultra wide band power divider used in ultra wide band radar feed network
Yoshioka et al. A directivity enhancement for directional couplers using additional coupled lines
KR100760193B1 (en) Multilayered broadside coupler having branch lines
CN109286054B (en) Ultra-wideband sum-difference device
JP5219857B2 (en) Waveguide type rat race circuit
Deeb et al. 2 to 4 GHz frequency discriminator for RF front-end instantaneous frequency measurement receivers
JP2005051332A (en) Waveguide branching structure
Yu et al. Tri-band branch line coupler with high isolation using coupled lines