RU2515556C2 - Управляемый фазовращатель - Google Patents
Управляемый фазовращатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515556C2 RU2515556C2 RU2012116165/08A RU2012116165A RU2515556C2 RU 2515556 C2 RU2515556 C2 RU 2515556C2 RU 2012116165/08 A RU2012116165/08 A RU 2012116165/08A RU 2012116165 A RU2012116165 A RU 2012116165A RU 2515556 C2 RU2515556 C2 RU 2515556C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transmission line
- controlled phase
- shielding conductor
- frequency
- strip conductors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
Управляемый фазовращатель относится к технике высоких и сверхвысоких частот и может использоваться для управления фазой сигналов в антенных решетках и системах передачи информации. Достигаемый технический результат - упрощение конструкции. Управляемый фазовращатель содержит диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесен сплошной экранирующий проводник линии передачи, а на вторую - взаимодействующие металлические полосковые проводники, каждый из которых одним своим концом подключен через варактор к экранирующему проводнику линии передачи, вторым своим концом каждый из упомянутых полосковых проводников подключен к нерегулярной микрополосковой линии передач, концы которой образуют вход и выход устройства. 3 ил.
Description
Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для управления фазой СВЧ-сигналов.
Известен СВЧ-фазовращатель [патент US №4275366, опубл. 23.06.1981 г.], представляющий собой микрополосковую линию передачи с подключенным к ней микрополосковым шлейфом. Шлейф, имеющий длину, равную АУ4, неподключенным концом замкнут на землю через воздушную емкость и содержит в своем составе pin-диод. Фактически данная конструкция является резонансной, а ее частота и соответственно величина управляемого сдвига фазы определяются состоянием pin-диода. Подключение к линии дополнительных шлейфов увеличивает величину управляемого сдвига фазы, но приводит к усложнению схемы, так как каждый из подключенных pin-диодов требует своей цепи питания, причем цепи питания не должны влиять на другие pin-диоды. Кроме того, подобная конструкция допускает только дискретное управление фазой сигнала.
Известен также управляемый фазовращатель [патент US №5760661, опубл. 02.06.1998 г.], представляющий собой регулярную микрополосковую линию, подключенную к входу и выходу, которая нагружена варакторами, соединенными с землей. По структуре такая конструкция является фильтром нижних частот, частота отсечки и сдвиг фазы в полосе пропускания которого определяются емкостью варакторов. При изменении частоты отсечки меняется наклон фазочастотной характеристики, и, следовательно, в рабочей полосе частот управляемый сдвиг фазы в таком устройстве будет сильно зависеть от частоты.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом является управляемый фазовращатель [патент РФ №2298266, кл. Н01Р 1/185, Бюл. №12, от 27.04.2007, (прототип)], содержащий диэлектрическую подложку, на одной поверхности которой нанесены металлические полосковые проводники, а на второй - экранирующий проводник (заземляемое основание - экран), причем экранирующий проводник выполнен сплошным, полосковые проводники соединены с ним через варакторы и электромагнитно связаны друг с другом, а вход и выход устройства подключены к крайним полосковым проводникам.
Фактически такая конструкция представляет собой полосно-пропускающий фильтр на основе варакторно-перестраиваемых микрополосковых резонаторов. При изменении емкостей варакторов меняются собственные частоты микрополосковых резонаторов, что приводит к смещению по частоте полосы пропускания и фазочастотной характеристики (ФЧХ). Поскольку ФЧХ в пределах полосы пропускания линейна и имеет сравнительно большой наклон, это позволяет достигать значительных величин управляемого сдвига фазы при сравнительно высокой равномерности частотной зависимости управляемого сдвига фазы в рабочей полосе устройства. Однако данная конструкция имеет тот же недостаток, что и первый аналог: каждый варактор должен иметь свою цепь подачи смещающего напряжения.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции.
Технический результат достигается тем, что в управляемом фазовращателе, содержащем диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесен сплошной экранирующий проводник линии передачи, а на вторую - взаимодействующие металлические полосковые проводники, каждый из которых одним своим концом подключен через варактор к экранирующему проводнику линии передачи, новым является то, что вторым своим концом каждый из упомянутых полосковых проводников подключен к нерегулярной микрополосковой линии передач, концы которой образуют вход и выход устройства.
В результате все полосковые проводники в устройстве имеют еще и гальваническую связь, и для подачи на варакторы смещающего напряжения достаточно сформировать лишь одну цепь. Отличия заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключаются в том, что одним своим концом полосковые проводники микрополосковых резонаторов подключены к нерегулярной микрополосковой линии, и ее концы образуют вход и выход устройства. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображена конструкция и схема заявляемого фазовращателя (Фиг.1), амплитудно- и фазочастотные характеристики устройства, поясняющие принцип его работы (Фиг.2), частотные зависимости управляемого сдвига фазы заявляемого устройства для нескольких значений управляющего напряжения на варакторах (Фиг.3).
Заявляемый фазовращатель содержит диэлектрическую подложку 1 (Фиг.1), нижняя сторона которой полностью металлизирована и выполняет функцию экранирующего проводника (заземляемое основание) 5. На другой стороне подложки выполнены полосковые проводники, образующие нерегулярную микрополосковую линию 2, и полосковые проводники (микрополосковые шлейфы) 3, одним концом соединенные с этой линией, а другим концом соединенные с экранирующим проводником 5 через варакторы 4. Управляющее напряжение прикладывается между микрополосковой линией 2 и экранирующим проводником 5 (управляющие цепи не показаны). Вход и выход подключаются к концам нерегулярной микрополосковой линии 2 через развязывающие емкости.
Управляемый фазовращатель работает следующим образом.
Фактически заявляемое устройство представляет собой микрополосковый многозвенный фильтр с варакторной перестройкой частоты. При подаче на варакторы управляющего напряжения полоса пропускания устройства сдвигается на некоторую величину, при этом фаза сигнала, попадающего по частоте в область перекрытия исходной и конечной полос пропускания, претерпевает управляемый сдвиг Δφ. Поскольку в полосе пропускания устройства его АЧХ равномерна, то паразитная амплитудная модуляция сигнала при сдвиге полосы пропускания будет небольшой. На Фиг.2 для иллюстрации этого факта приведены амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики подобной конструкции для двух положений его полосы пропускания.
Исследования показали, что величина управляемого сдвига фазы в устройстве тем больше, чем выше нагруженная добротность резонансов, формирующих полосу пропускания, чем большее число резонансов участвует в формировании полосы пропускания (т.е. чем больше число шлейфов), а также чем больше сдвиг полосы пропускания. Очевидно, что этот сдвиг не должен превышать ее ширину.
На Фиг.3 показаны частотные зависимости управляемого сдвига фазы для нескольких фазовых состояний макета устройства, изготовленного в соответствии с заявляемой конструкцией, для значений смещающего напряжения на варакторах 0, 0.5, 1, 1.5, 3, 4, 4.5 В. Фазовращатель выполнен на подложке из керамики поликор толщиной 1 мм, нерегулярная микрополосковая линия длиной 44 мм выполнена со скачком ширины с 0.7 до 1 мм, длина ее высокоомных участков составляла 3.7 мм, а низкоомных - 9.9 мм. Четыре шлейфа имели длину 12.5 мм и ширину 2.5 мм, с укорочением средних шлейфов на 0.55 мм. Для управления использовались варакторы К-42-Б. Относительная ширина полосы пропускания устройства как фильтра 47%. При подаче на варакторы напряжения 4.5 В полоса пропускания смещается на 450 МГц. При этом в полосе частот шириной 300 МГц, имеющей центральную частоту 2 ГГц, наблюдается сдвиг фазы более 180°.
К достоинствам заявляемой конструкции следует отнести ее простоту и технологичность, малые размеры, а также то, что она легко и точно моделируется с помощью одномерных моделей, рассчитываемых в квазистатическом приближении, а это имеет важное значение при разработке устройства.
Claims (1)
- Управляемый фазовращатель, содержащий диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесен сплошной экранирующий проводник линии передачи, а на вторую - взаимодействующие металлические полосковые проводники, каждый из которых одним своим концом подключен через варактор к экранирующему проводнику линии передачи, отличающийся тем, что вторым своим концом каждый из упомянутых полосковых проводников подключен к нерегулярной микрополосковой линии передач, концы которой образуют вход и выход устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116165/08A RU2515556C2 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Управляемый фазовращатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116165/08A RU2515556C2 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Управляемый фазовращатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012116165A RU2012116165A (ru) | 2013-11-20 |
RU2515556C2 true RU2515556C2 (ru) | 2014-05-10 |
Family
ID=49554898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012116165/08A RU2515556C2 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Управляемый фазовращатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2515556C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6496147B1 (en) * | 1998-12-14 | 2002-12-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Active phased array antenna and antenna controller |
RU2257648C1 (ru) * | 2004-01-19 | 2005-07-27 | Государственное научно-исследовательское учреждение Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Управляемый фазовращатель |
RU2298266C1 (ru) * | 2005-11-16 | 2007-04-27 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Управляемый фазовращатель |
US7336232B1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-26 | Raytheon Company | Dual band space-fed array |
-
2012
- 2012-04-20 RU RU2012116165/08A patent/RU2515556C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6496147B1 (en) * | 1998-12-14 | 2002-12-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Active phased array antenna and antenna controller |
RU2257648C1 (ru) * | 2004-01-19 | 2005-07-27 | Государственное научно-исследовательское учреждение Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Управляемый фазовращатель |
RU2298266C1 (ru) * | 2005-11-16 | 2007-04-27 | Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН | Управляемый фазовращатель |
US7336232B1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-26 | Raytheon Company | Dual band space-fed array |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012116165A (ru) | 2013-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108566175B (zh) | 可调负群时延电路 | |
Zheng et al. | Compact substrate integrated waveguide tunable filter based on ferroelectric ceramics | |
Sirci et al. | Low-loss 3-bit tunable SIW filter with PIN diodes and integrated bias network | |
Martin et al. | Theoretical and experimental investigation of novel varactor-tuned switchable microstrip ring resonator circuits | |
US9287846B2 (en) | Analog phase shifter | |
Zhao et al. | Tunable quasi-reflectionless bandpass filters using substrate integrated coaxial resonators | |
US6798319B2 (en) | High-frequency filter | |
CN105281718A (zh) | 在最平时间延迟滤波器中使用可变电容器的可变延迟线 | |
RU2515556C2 (ru) | Управляемый фазовращатель | |
Cai et al. | A low phase noise differential oscillator employing stub-loaded nested split-ring resonator inspired balanced bandpass filter | |
US20130200962A1 (en) | Tunable patch resonator filter | |
Sánchez-Soriano et al. | Reconfigurable lowpass filter based on signal interference techniques | |
CN101777688A (zh) | 微波终端短路半波长可调谐振器及其制成的微波可调滤波器 | |
Schuster et al. | Fully reconfigurable bandpass with continuously tunable center frequency and bandwidth featuring a constant filter characteristic | |
CN110071351B (zh) | 一种基于横跨耦合线的可调频带通滤波器 | |
US8159314B1 (en) | Actively tuned filter | |
US11575188B2 (en) | Phase shifter | |
Yi et al. | A bandpass filter with switchable frequency and bandwidth on substrate integrated waveguide | |
US20140176263A1 (en) | Filter that is variable by means of a capacitor that is switched using mems components | |
Wells et al. | Design of a Frequency-Agile and Surface Mountable Suspended Integrated Strip-Line Bandpass Filter Using Castellated Vias | |
Reck et al. | Bandpass filter with tunable bandwidth and center frequency based on varactor diodes | |
RU2298266C1 (ru) | Управляемый фазовращатель | |
Estes | Tunable rf bandpass pass filter with variable resonator coupling | |
Sam et al. | The investigation of reconfigurable SIW filter using varactor diodes | |
Guo et al. | High-Q dual-band EBG filter with two independently tunable passbands |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190421 |