RU2650421C2 - Малогабаритный направленный ответвитель - Google Patents
Малогабаритный направленный ответвитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650421C2 RU2650421C2 RU2015122642A RU2015122642A RU2650421C2 RU 2650421 C2 RU2650421 C2 RU 2650421C2 RU 2015122642 A RU2015122642 A RU 2015122642A RU 2015122642 A RU2015122642 A RU 2015122642A RU 2650421 C2 RU2650421 C2 RU 2650421C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- circuit board
- printed circuit
- primary
- conductors
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередающих системах KB диапазона. Заявленный направленный ответвитель содержит корпус, а также первичную и вторичную линии, состоящие из проводников, образующих область электромагнитной связи, причем дополнительно введен металлический экран, закрепляемый винтами на коротких боковых сторонах корпуса, двухсторонняя печатная плата с реализованной на ней схемой амплитудно-частотной корректора, закрепленная винтами параллельно верхней и нижней крышкам корпуса, а также диэлектрические вставки, проводники первичной и вторичной линии выполнены с одной стороны двухсторонней печатной платы в виде отрезков круглой металлической проволоки, диаметр проводника первичной линии в 4-5 раз больше диаметра проводника вторичной линии, причем первичная линия выполнена соединенной непосредственно с центральными жилами соединителей, расположенных на коротких боковых стенках корпуса методом пайки, а проводники вторичной линии через сквозные отверстия в двухсторонней печатной плате выполнены выведенными на ее обратную сторону и методом пайки соединенными с токонесущими проводниками печатной платы, при этом одно плечо каждого проводника вторичной линии выполнено соединенным через нагрузку 50 Ом с экранным проводником на печатной плате и корпусом, а другое - с входом схемы амплитудно-частотного корректора. Технический результат заключается в обеспечении возможности использования направленного ответвителя в системах с большей проходящей мощностью. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередающих системах KB диапазона.
Известен направленный ответвитель НО с повышенной направленностью [1]. Полезная модель содержит первую и связанную с ней электромагнитной связью вторую полосковую линию, нагрузочный резистор, резистивную цепь, трансформирующий отрезок полосковой линии, контактную площадку, заземленную через металлизированное отверстие. В данный прототип введены первый и второй фазирующий отрезки, подключенные к обоим портам второй полосковой линии и резистивная цепь, через которую фазирующие отрезки соединены между собой. К точке соединения резистивной цепи и второго фазирующего отрезка подключен трансформирующий отрезок полосковой линии, нагрузочный резистор включен между точкой соединения первого фазирующего отрезка с резистивной цепью и контактной площадкой, заземленной через металлизированное отверстие. Длина области связи полосковых линий составляет λ/10, а длины первого фазирующего отрезка и второго фазирующего отрезка составляют соответственно λ/10 и А/12, где λ - длина волны, соответствующая средней частоте диапазона рабочих частот, в среде, в которой происходит распространение.
Известен противонаправленный ответвитель диапазона до 20 ГГц [2]. Данный ответвитель реализован на плавных нерегулярных связанных полосковых линиях, расположенных на противоположных сторонах подложки и смещенных в разные стороны относительно продольной оси структуры. На концах области связи полосковые линии имеют повороты на 90°, которые представляют собой неоднородности. Повороты выполнены с внешними скосами.
Для улучшения согласования дополнительно введены согласующие проводящие элементы в виде клинообразных пятиугольников, лежащих в плоскостях соответствующих линий передач в области сильной связи и замкнутые посредством перемычек на корпус. Длина области с двумя расходящимися полосковыми линиями - не менее λ/8 на верхней частоте диапазона.
С целью расширения рабочего диапазона и улучшения частотных характеристик НО согласующие клинообразные пятиугольные элементы в топологии платы выполнены из резистивного материала с удельным поверхностным сопротивлением 33-75 Ом, что позволяет значительно расширить диапазон рабочих частот, сохранить хорошее согласование входных и выходных портов, равномерность коэффициентов ослабления в первичной линии и переходного ослабления, подавление на высоких частотах волн высших типов.
Известен также НО, используемый для беспроводного оборудования, описанный в патентном документе [3]. Указанное техническое решение включает в себя два фильтра нижних частот и фильтр верхних частот. Фильтры нижних частот содержат конденсаторы и катушки, подключенные между внешними электродами клеммами и первичной линией. Фильтр верхних частот, содержащий конденсатор, подключен параллельно к первичной линии и катушкам между внешними электродами клеммами. Частотные фильтры используются для коррекции амплитудно-частотной характеристики НО в заданных частотных диапазонах. НО реализован в виде печатных проводников, нанесенных на внутренние слои многослойной платы.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является четвертьволновый микрополосковый НО улучшенной направленности [4]. Прототип содержит диэлектрическую подложку, имеющую проводящее покрытие на одной стороне и основной токонесущий проводник на другой стороне, образующий первичную линию и равный одной четверти длины волны, и U-образный проводник с двумя портами, основание которого равно четверти длины волны; дискретно регулируемый конденсатор, подключенный между U-образным проводником и основным токонесущим проводником. Возможна реализация НО с двумя вторичными линиями. Изобретение легко регулируется, охватывает широкий диапазон частот, имеет большую пропускную способность и простую конструкцию.
Все вышеперечисленные технические решения имеют общий недостаток, заключающийся в их реализации в виде печатных проводников на диэлектрической подложке, вследствие чего имеют малую проходящую мощность.
Задача изобретения состоит в разработке НО KB диапазона со слабой связью и высоким уровнем проходящей мощности.
Поставленная задача достигается тем, что в направленном ответвителе, содержащем корпус, а также первичную и вторичную линии, состоящие из проводников и образующие область электромагнитной связи, согласно изобретению дополнительно введен металлический экран, закрепляемый винтами на коротких боковых сторонах корпуса, двухсторонняя печатная плата с реализованной на ней схемой амплитудно-частотного корректора, закрепленная винтами параллельно верхней и нижней крышкам корпуса, а также диэлектрические вставки, проводники первичной и вторичной линии выполнены с одной стороны двухсторонней печатной платы в виде отрезков круглой металлической проволоки, диаметр проводника первичной линии в 4-5 раз больше диаметра проводника вторичной линии, причем первичная линия выполнена соединенной непосредственно с центральными жилами соединителей, расположенных на коротких боковых стенках корпуса методом пайки, а проводники вторичной линии через сквозные отверстия в двухсторонней печатной плате выполнены выведенными на ее обратную сторону и с помощью пайки соединенными с токонесущими проводниками печатной платы, при этом одно плечо каждого проводника вторичной линии выполнено соединенным через нагрузку 50 Ом с экранным проводником на печатной плате и корпусом, а другое - с входом схемы амплитудно-частотного корректора. В направленном ответвителе металлический экран выполнен фрезерованным П-образной формы или гнутым И-образной формы, под экраном расположены одна или несколько диэлектрических вставок. В направленном ответвителе область электромагнитной связи, реализованная на элементах с распределенными параметрами, имеет длину равную λ/15.
Достигаемым техническим результатом является возможность использования в системах с большей проходящей мощностью. Экспериментально проведена проверка работоспособности конструкции при уровне проходящей мощности 5 кВт.
На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого направленного ответвителя, содержащая первичную линию 1, вторичную линию 2, металлический экран 3, диэлектрические вставки 4, металлический корпус 5, крышки 6, схема амплитудно-частотного корректора, реализованная на двухслойной печатной плате 7. На фиг. 2 представлена структурная схема направленного ответвителя. На фиг. 3 - схема амплитудно-частотного корректора, представленного в виде Т-образного перекрытого четырехполюсника. На фиг. 4 - использованная в предлагаемом техническом решении электрическая схема амплитудно-частотного корректора.
Длина области электромагнитной связи конструкции на основе элементов с распределенными параметрами определяется диапазоном рабочих частот НО, в котором его амплитудно-частотная характеристика АЧХ должна иметь минимальную неравномерность. В классическом случае длина области связи должна быть равна λ/4, в настоящей конструкции используется укороченная область электромагнитной связи, длина которой составляет λ/15.
Для увеличения развязки между выходами первичной 1 и вторичной линии 2 область электромагнитной связи закрывается экраном 3, также в область связи между проводниками первичной и вторичной линии вводятся диэлектрические вставки 4, как показано на фиг. 1. Размеры, форма и свойства материала диэлектрической вставки оказывают влияние на уровень развязки между выходами первичной и вторичной линии и, как следствие, на величину направленности ответвителя. В качестве материала диэлектрических вставок 4 может использоваться фторопласт. С точки зрения защиты конструкции НО от механических внешних воздействующих факторов диэлектрическая вставка дополнительно фиксирует проводники, образующие область электромагнитной связи. В конструкции может быть использована одна или несколько вставок. Место расположения и количество вставок определяется экспериментально на этапе настройки.
Первичная линия 1 выполняется большего в 4-5 раз диаметра, чем вторичная 2. Длины, материалы линий одинаковые.
Конструкция НО реализована в металлическом корпусе 5, имеющем габариты 130×80×60 мм и закрывающемся сверху и снизу металлическими крышками 6, каждая из которых фиксируется к корпусу 5 в четырех местах винтами.
Вход и выходы НО согласованы на волновое сопротивление 50 Ом. Подключение к корпусу 5 НО осуществляется при помощи радиочастотных коаксиальных соединителей. Материал деталей корпуса 5 и крышек 6 - сплав алюминия Д16. Покрытие деталей корпуса 5 и крышек 6 - Хим. Окс. э.
Для обеспечения минимальной неравномерности АЧХ НО использована цепь амплитудно-частотной коррекции. Схема коррекции реализована на двухслойной печатной плате 7.
Один из возможных вариантов крепления платы 7 к корпусу 5 - четырьмя стойками, на которых затем винтами фиксируется одна из крышек 6, вторая крышка 6 фиксируется также винтами в четырех местах непосредственно к корпусу 5. Экран 3, закрывающий область связи, образованную проводниками первичной 1 и вторичной 2 линии, крепится к плате 7 в шести местах винтами, по три точки крепления с каждой длинной стороны экрана 3. Экран 3 полностью закрывает первичную 1 и вторичную 2 линии и фиксируется на коротких сторонах корпуса 5 в местах крепления соединителей восемью винтами.
Соединители первичной 1 и вторичной 2 линии крепятся к корпусу четырьмя винтами каждый.
Первичная линия 1 соединена непосредственно с центральными жилами соединителей, расположенных на коротких стенках корпуса 5 методом пайки.
Проводники вторичной линии 2 через сквозные отверстия в плате 7 выводятся на обратную сторону, где отрезками проволоки, закрепленными методом пайки, соединяются с токонесущими проводниками печатной платы 7. При этом одно плечо каждого проводника вторичной линии 2 соединяется через нагрузку 50 Ом с экранным проводником на печатной плате 7 и корпусом 5, другое - с входом схемы амплитудно-частотного корректора, как показано на структурной схеме, представленной на фиг. 2.
НО работает следующим образом.
При возбуждении одного из плеч первичной линии 1 большая часть мощности передается в другое плечо этой линии, а оставшаяся часть - в одно из плеч вторичной линии 2. При этом во второе плечо вторичной линии, соединенное через нагрузку 50 Ом с корпусом 5, мощность не передается, и оно оказывается развязанным относительно возбуждаемого плеча первичной линии 1. Таким образом, при подаче сигнала на вход первичной линии 1 НО входная мощность распределяется в выходных плечах вторичной линии 2 с переходным затуханием - 60 дБ, при этом плечи вторичной линии 2, соединенные с корпусом 5, остаются развязанными относительно возбуждаемого плеча первичной линии 1. Уровень переходного затухания можно варьировать, изменяя взаимное расположение проводников первичной 1 и вторичной 2 линии, а также применяя диэлектрические вставки 4, выполненные из материала с диэлектрической проницаемостью, отличной от проницаемости исходного материала. Затем ответвленный сигнал, возбуждаемый во вторичной линии 2, попадает на вход схемы амплитудно-частотного корректора.
Принцип работы амплитудно-частотного корректора заключается в том, что при уменьшении затухания тракта передачи с ростом частоты цепь коррекции, имеющая затухание рассчитывается таким образом, чтобы их сумма в диапазоне спектра сигнала практически оставалась постоянной величиной.
Амплитудно-частотный корректор представляет собой схему Т-образного перекрытого четырехполюсника фиг. 3, у которого два плеча Z1 и Z2 - двухполюсники с реактивными элементами, а два остальных плеча R -резистивные. Для минимизации неравномерности АЧХ НО была использована схема амплитудно-частотного корректора, представленная на фиг. 4, в которой двухполюсник Z1 представляет собой параллельный контур, состоящий из индуктивности L2 И резистора R3, а двухполюсник Z2 - последовательный контур, состоящий из индуктивности L3 и резистора R4. Вход схемы амплитудно-частотного корректора обозначен цифрами "1" и "2", выход -цифрами "3" и "4" на фиг. 4. Емкость входных конденсаторов С1-С3 выбирается из соображений минимизации неравномерности АЧХ на частоте 1,5 МГц. Номинал резистора R6 выбирается таким образом, чтобы минимизировать уровень КСВН выхода амплитудно-частотного корректора.
Источники информации
1. Патент РФ 145537, Н01Р 5/18, 08.04.2014 г.
2. Андронов Е.В. Сверхширокополосный направленный ответвитель с резистивными согласующими элементами [текст] / Е.В. Андронов., Г.Г. Гошин, О.Ю. Морозов, А.В. Семенов, А.В. Фатеев. // Сб. трудов 20 международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» - 2010.-е. 639-640.
3. Патент Японии JP-8-237012, Н01Р 5/18, 28.11.2014 г.
4. Патент США US 4216446 А, H01P 5/18, 05.08.1980 г.
Claims (5)
1. Направленный ответвитель, содержащий корпус, а также первичную и вторичную линии, состоящие из проводников, образующих область электромагнитной связи, отличающийся тем, что дополнительно введен металлический экран, закрепляемый винтами на коротких боковых сторонах корпуса, двухсторонняя печатная плата с реализованной на ней схемой амплитудно-частотного корректора, закрепленная винтами параллельно верхней и нижней крышкам корпуса, а также диэлектрические вставки, проводники первичной и вторичной линии выполнены с одной стороны двухсторонней печатной платы в виде отрезков круглой металлической проволоки, диаметр проводника первичной линии в 4-5 раз больше диаметра проводника вторичной линии, причем первичная линия выполнена соединенной непосредственно с центральными жилами соединителей, расположенных на коротких боковых стенках корпуса методом пайки, а проводники вторичной линии через сквозные отверстия в двухсторонней печатной плате выполнены выведенными на ее обратную сторону и методом пайки соединенными с токонесущими проводниками печатной платы, при этом одно плечо каждого проводника вторичной линии выполнено соединенным через нагрузку 50 Ом с экранным проводником на печатной плате и корпусом, а другое - с входом схемы амплитудно-частотного корректора.
2. Направленный ответвитель по п. 1, отличающийся тем, что металлический экран выполнен фрезерованным П-образной формы.
3. Направленный ответвитель по п. 1, отличающийся тем, что металлический экран выполнен гнутым Ω-образной формы.
4. Направленный ответвитель по п. 1, отличающийся тем, что используются две и более диэлектрические вставки.
5. Направленный ответвитель по п. 1, отличающийся тем, что область электромагнитной связи, реализованная на элементах с распределенными параметрами, имеет длину равную λ/15.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122642A RU2650421C2 (ru) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Малогабаритный направленный ответвитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122642A RU2650421C2 (ru) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Малогабаритный направленный ответвитель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015122642A RU2015122642A (ru) | 2017-01-10 |
RU2650421C2 true RU2650421C2 (ru) | 2018-04-13 |
Family
ID=57955577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015122642A RU2650421C2 (ru) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Малогабаритный направленный ответвитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650421C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713558C1 (ru) * | 2019-07-29 | 2020-02-05 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (АО "ВНИИРА") | Направленный ответвитель со слабой связью |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4216446A (en) * | 1978-08-28 | 1980-08-05 | Motorola, Inc. | Quarter wave microstrip directional coupler having improved directivity |
RU648U1 (ru) * | 1993-11-30 | 1995-07-16 | Российский институт мощного радиостроения | Направленный ответвитель |
JPH08237012A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-13 | Hitachi Metals Ltd | 方向性結合器 |
RU145537U1 (ru) * | 2014-04-08 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ОАО "ТНИИС") | Направленный ответвитель с повышенной направленностью |
-
2015
- 2015-06-10 RU RU2015122642A patent/RU2650421C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4216446A (en) * | 1978-08-28 | 1980-08-05 | Motorola, Inc. | Quarter wave microstrip directional coupler having improved directivity |
RU648U1 (ru) * | 1993-11-30 | 1995-07-16 | Российский институт мощного радиостроения | Направленный ответвитель |
JPH08237012A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-13 | Hitachi Metals Ltd | 方向性結合器 |
RU145537U1 (ru) * | 2014-04-08 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ОАО "ТНИИС") | Направленный ответвитель с повышенной направленностью |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713558C1 (ru) * | 2019-07-29 | 2020-02-05 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (АО "ВНИИРА") | Направленный ответвитель со слабой связью |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015122642A (ru) | 2017-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6690336B1 (en) | Antenna | |
US7528676B2 (en) | Balun circuit suitable for integration with chip antenna | |
US20050237244A1 (en) | Compact RF antenna | |
US5164692A (en) | Triplet plated-through double layered transmission line | |
JPH09246815A (ja) | マルチポート無線周波数信号変成回路網 | |
JP2009509445A5 (ru) | ||
WO2016114181A1 (ja) | トランス型移相器、移相回路および通信端末装置 | |
JPH02184005A (ja) | 線路変成器 | |
KR20060113539A (ko) | 대역통과 필터 및 이것을 사용한 무선통신기기 | |
CN104579221A (zh) | 高频电路模块 | |
US20100302116A1 (en) | Multiple band collinear dipole antenna | |
EA038589B1 (ru) | Симметрирующее устройство широкополосной антенны | |
US7839344B2 (en) | Wideband multifunction antenna operating in the HF range, particularly for naval installations | |
CN108123196B (zh) | 基于竖直双面平行带线的宽带滤波集成立体巴伦 | |
JP4148126B2 (ja) | アンテナ装置及びこれを備えた通信機器 | |
WO2004038860A1 (ja) | 不平衡型アンテナ | |
US7180392B2 (en) | Coaxial DC block | |
RU2650421C2 (ru) | Малогабаритный направленный ответвитель | |
CN102332640B (zh) | 电磁耦合器及装载了该电磁耦合器的信息通信设备 | |
JP5344983B2 (ja) | フィルタ装置 | |
JP2011101235A (ja) | 電磁結合器及びそれを用いた情報通信機器 | |
Nouri et al. | Novel Compact Branch-Line Coupler Using Non-Uniform Folded Transmission Line and Shunt Step Impedance Stub With Harmonics Suppressions. | |
CN109301406B (zh) | 一种带宽可调的小型化滤波集成立体巴伦 | |
US6791431B2 (en) | Compact balun with rejection filter for 802.11a and 802.11b simultaneous operation | |
US9949361B1 (en) | Geometrically inverted ultra wide band microstrip balun |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200611 |