RU2494502C2 - Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами - Google Patents
Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494502C2 RU2494502C2 RU2011142176/08A RU2011142176A RU2494502C2 RU 2494502 C2 RU2494502 C2 RU 2494502C2 RU 2011142176/08 A RU2011142176/08 A RU 2011142176/08A RU 2011142176 A RU2011142176 A RU 2011142176A RU 2494502 C2 RU2494502 C2 RU 2494502C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pairs
- coils
- directional coupler
- coupler
- inductively coupled
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах и радиоизмерениях как самостоятельное устройство. Техническим результатом является увеличение рабочей полосы частот при одновременном уменьшении габаритных размеров. Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами состоит из двух пар индуктивно связанных катушек, соединенных последовательно, и конденсаторов, при этом индуктивно связанные катушки выполнены в виде плоских прямоугольных спиральных проводников, расположенных парами друг под другом в слоях многослойной керамической платы на определенном расстоянии друг от друга для обеспечения требуемого коэффициента индуктивной связи, введены дополнительные конденсаторы, включенные между выводами пар катушек и между выводами пар катушек и землей. 7 ил.
Description
Изобретение относится к области радиотехники 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.
Известен широкополосный квадратурный направленный ответвитель на линиях передачи с распределенной электромагнитной связью, представляющий собой четвертьволновый на центральной частоте отрезок экранированной двухпроводной линии передачи («Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний.» Под ред. З.И. Моделя. Изд. "Советское радио", М. 1980. с.12, рис.1.11, с.82-85, рис. 6.1). Подобный квадратурный направленный ответвитель обеспечивает равное деление мощности и согласование при сильной связи между проводниками двухпроводной линии, которая достигается за счет, близкого расположения проводников. Недостатками являются: малый зазор между протяженными проводниками, усложняющий конструкцию и технологию изготовления и снижающий электрическую прочность устройства, а также сравнительно большой габаритный размер ответвителя для диапазона метровых волн.
Известен квадратурный направленный ответвитель, выполненный в виде двух одинаковых отрезков линии передачи, например коаксиального кабеля, длиной в 1/8 длины волны в линии и содержащий 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 являются узкая полоса рабочих частот и большой габаритный размер.
Известен квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами, представляющий 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. Данный ответвитель взят в качестве прототипа изобретения.
Целью изобретения является уменьшение габаритных размеров, создание технологичной конструкции ответвителя, предполагающей возможность ее интегрирования в топологию интегральных схем радиотехнических устройств, при сохранении широкой полосы рабочих частот и уменьшении количества элементов.
Для достижения указанной цели предлагается миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами, состоящий из двух пар индуктивно связанных катушек, соединенных последовательно, и конденсаторов. Согласно изобретению индуктивно связанные катушки выполнены в виде плоских прямоугольных спиральных проводников, расположенных парами друг под другом в слоях многослойной керамической платы на определенном расстоянии друг от друга для обеспечения требуемого коэффициента индуктивной связи, конденсаторы включены между выводами пар катушек и между выводами пар катушек и землей для обеспечения большей ширины рабочей полосы частот за счет приближения схемы ответвителя к эквивалентной схеме четвертьволнового отрезка связанных линий передач.
Принципиальная электрическая схема ответвителя представлена на Фиг.1. Схемы эквивалентных четырехполюсников, на которые можно разложить схему ответвителя в режиме синфазного и противофазного возбуждения, показаны на Фиг.2. а) и б). Вид конструкции показан на Фиг.3, Фиг.4. На Фиг.5 показаны графики частотных зависимостей коэффициента стоячей волны по напряжению входов ответвителя. На Фиг.6. изображены графики частотных зависимостей рабочего затухания и переходного ослабления ответвителя, выраженные в децибелах. На Фиг.7. изображен график частотной зависимости отклонения разности фаз между связанным и основным входами ответвителя от 90 градусов.
Предлагаемая конструкция содержит две пары индуктивно связанных и включенных последовательно катушек (L1, L2 и L3, L4 на фиг.1.) в виде плоских прямоугольных спиралей (1 на фиг.3, фиг.4.), расположенных друг под другом в слоях многослойной керамической платы на определенном расстоянии друг от друга, обеспечивая одновременное выполнение требований малых размеров и сильной связи между катушками, пяти конденсаторов, три из которых (С1, С3 на фиг.1.) подключены между выводами связанных катушек, два (С2 на фиг.1.) - между выводами связанных катушек и землей. Конденсаторы подключаются к контактным площадкам (2 на фиг.3, фиг.4.) и верхнему металлизированному слою платы (на фигурах не показан). Выводы катушек посредством линий (3 на фиг.3, фиг.4.), согласующих устройств (4 на фиг.3, фиг.4.) подключаются к контактным площадкам (5 на фиг.3, фиг.4.), которые являются входами ответвителя.
Анализ работы устройства можно провести методом четного и нечетного возбуждения. При четном возбуждении сигналы на входах 1 и 2, 3 и 4 (фиг.1.) имеют одинаковую фазу. В плоскости симметрии электрической схемы ответвителя имеет место холостой ход. Эквивалентная электрическая схема ответвителя в этом режиме показана на Фиг.2 а), где К -коэффициент связи между индуктивностями.
При нечетном возбуждении сигналы на входах 1 и 2, 3 и 4 (фиг.1.) находятся в противофазе. В плоскости симметрии электрической схемы ответвителя имеет место короткое замыкание. Эквивалентная электрическая схема ответвителя в этом режиме показана на Фиг.2 б). Можно увидеть, что как в случае четного, так и в случае нечетного возбуждения электрические схемы являются сосредоточенными аналогами отрезков длинных линий. Численные значения параметров элементов подбираются, исходя из требований равенства фазового сдвига в широкой полосе частот и необходимого соотношения между характеристическими сопротивлениями данных отрезков.
Таким образом, предлагаемая схема замещает четвертьволновый отрезок электромагнитно связанных линий передачи по своим электрическим характеристикам, при этом конструкция имеет малые габаритные размеры и обеспечивает в полосе частот с перекрытием 2:1 следующие значения электрических характеристик:
коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входов ответвителя не более 1,15;
амплитудный разбаланс между основным и связанным каналами ответвителя не превышает 0,7 дБ;
разность фаз между основным и связанным каналами отличается от 90° не более чем на 3°.
Изобретение может быть осуществлено путем изготовления многослойной керамической платы по технологии низкотемпературной совместно спекаемой керамики, либо иной технологии изготовления многослойных плат из диэлектрика с металлизацией, обеспечивающей требуемые точности выполнения топологических элементов и возможность подбора необходимой толщины слоев платы.
Claims (1)
- Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами, состоящий из двух пар индуктивно связанных катушек, соединенных последовательно, и конденсаторов, отличающийся тем, что индуктивно связанные катушки выполнены в виде плоских прямоугольных спиральных проводников, расположенных парами друг под другом в слоях многослойной керамической платы на определенном расстоянии друг от друга для обеспечения требуемого коэффициента индуктивной связи, введены дополнительные конденсаторы, включенные между выводами пар катушек и между выводами пар катушек и землей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142176/08A RU2494502C2 (ru) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142176/08A RU2494502C2 (ru) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011142176A RU2011142176A (ru) | 2013-04-27 |
RU2494502C2 true RU2494502C2 (ru) | 2013-09-27 |
Family
ID=49151978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011142176/08A RU2494502C2 (ru) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494502C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534956C1 (ru) * | 2013-10-04 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ НА π/2 |
RU177305U1 (ru) * | 2017-07-25 | 2018-02-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Компактный направленный ответвитель |
RU187315U1 (ru) * | 2017-08-21 | 2019-03-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) | Компактный квадратурный направленный ответвитель |
RU187316U1 (ru) * | 2018-04-09 | 2019-03-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Компактный четырехшлейфный направленный ответвитель |
RU189909U1 (ru) * | 2018-04-09 | 2019-06-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель |
RU196285U1 (ru) * | 2019-07-11 | 2020-02-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Малоразмерный направленный ответвитель |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185819U1 (ru) * | 2018-08-06 | 2018-12-19 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина | Направленный ответвитель |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2161856C1 (ru) * | 1999-11-18 | 2001-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Малошумящие импульсные приборы" | Комплексированное изделие сверхвысокочастотного диапазона |
US20020113667A1 (en) * | 2000-06-06 | 2002-08-22 | Yukihiro Tahara | Directional coupler |
US6549089B2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-04-15 | Filtronic Pty Ltd. | Microstrip directional coupler loaded by a pair of inductive stubs |
US20050195046A1 (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-08 | Loren Ralph | Miniature high performance coupler |
US6998936B2 (en) * | 2001-10-13 | 2006-02-14 | Marconi Communications Gmbh | Broadband microstrip directional coupler |
US7009467B2 (en) * | 2001-11-30 | 2006-03-07 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Directional coupler |
RU2340050C1 (ru) * | 2007-04-04 | 2008-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Квадратурный направленный ответвитель |
RU97216U1 (ru) * | 2010-05-05 | 2010-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Направленный ответвитель свч с регулируемым коэффициентом связи |
-
2011
- 2011-10-18 RU RU2011142176/08A patent/RU2494502C2/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2161856C1 (ru) * | 1999-11-18 | 2001-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Малошумящие импульсные приборы" | Комплексированное изделие сверхвысокочастотного диапазона |
US20020113667A1 (en) * | 2000-06-06 | 2002-08-22 | Yukihiro Tahara | Directional coupler |
US6549089B2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-04-15 | Filtronic Pty Ltd. | Microstrip directional coupler loaded by a pair of inductive stubs |
US6998936B2 (en) * | 2001-10-13 | 2006-02-14 | Marconi Communications Gmbh | Broadband microstrip directional coupler |
US7009467B2 (en) * | 2001-11-30 | 2006-03-07 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Directional coupler |
US20050195046A1 (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-08 | Loren Ralph | Miniature high performance coupler |
RU2340050C1 (ru) * | 2007-04-04 | 2008-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Квадратурный направленный ответвитель |
RU97216U1 (ru) * | 2010-05-05 | 2010-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Направленный ответвитель свч с регулируемым коэффициентом связи |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534956C1 (ru) * | 2013-10-04 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ НА π/2 |
RU177305U1 (ru) * | 2017-07-25 | 2018-02-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Компактный направленный ответвитель |
RU187315U1 (ru) * | 2017-08-21 | 2019-03-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) | Компактный квадратурный направленный ответвитель |
RU187316U1 (ru) * | 2018-04-09 | 2019-03-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Компактный четырехшлейфный направленный ответвитель |
RU189909U1 (ru) * | 2018-04-09 | 2019-06-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Миниатюрный трехшлейфный направленный ответвитель |
RU196285U1 (ru) * | 2019-07-11 | 2020-02-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Малоразмерный направленный ответвитель |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011142176A (ru) | 2013-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2494502C2 (ru) | Миниатюрный широкополосный квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами | |
Shen et al. | A laminated waveguide magic-T with bandpass filter response in multilayer LTCC | |
CN112272900B (zh) | 螺旋超宽带微带正交定向耦合器 | |
US20120256703A1 (en) | Bandpass filter and electronic device | |
Chen et al. | A dual-band balanced-to-balanced power divider with high selectivity and wide stopband | |
Kim et al. | Dual‐band unequal Wilkinson power divider with reduced length | |
RU177305U1 (ru) | Компактный направленный ответвитель | |
Yang et al. | Compact and high-performance low-temperature co-fired ceramic balun filter using the hybrid resonator and symmetric four-port network | |
Kim et al. | A design of balun bandpass filter for wide stopband attenuation base on stepped impedance resonators | |
Shastrakar et al. | Design and simulation of microstrip Butler matrix elements operating at 2.4 GHz for wireless applications | |
RU180138U1 (ru) | Компактный трехшлейфный направленный ответвитель | |
RU196285U1 (ru) | Малоразмерный направленный ответвитель | |
RU182127U1 (ru) | Компактный свч мост | |
Mabrouk et al. | Study and enhanced design of RF dual band bandpass filter validation and confirmation of experimental measurements | |
Khalid et al. | Dual-band bandpass filter with rectangular shaped defective ground structure | |
RU2623715C2 (ru) | Микрополосковый СВЧ диплексор | |
Sardi et al. | Design and fabrication of the novel miniaturized microstrip coupler 3dB using stepped impedance resonators for the ISM applications | |
RU182122U1 (ru) | Миниатюрный микрополосковый направленный ответвитель | |
Feng et al. | Wideband power dividers with improved upper stopband using coupled lines | |
Quan et al. | An unequal power divider based on ridge gap waveguide | |
Feng et al. | Compact single-band planar crossover based on coupled lines | |
Kumar et al. | A compact 1: 4 lossless T-junction power divider using open complementary split ring resonator | |
Cheng et al. | Directional coupler with good restraint outside the passband and its frequency-agile application | |
RU196284U1 (ru) | Синфазно-противофазный кольцевой мост | |
RU182106U1 (ru) | Компактный кольцевой мост |