RU26688U1 - RIBE-DIELECTRIC WAVEGUIDE - Google Patents

RIBE-DIELECTRIC WAVEGUIDE

Info

Publication number
RU26688U1
RU26688U1 RU2002110532/20U RU2002110532U RU26688U1 RU 26688 U1 RU26688 U1 RU 26688U1 RU 2002110532/20 U RU2002110532/20 U RU 2002110532/20U RU 2002110532 U RU2002110532 U RU 2002110532U RU 26688 U1 RU26688 U1 RU 26688U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dielectric
plate
edge
waveguide
substrate
Prior art date
Application number
RU2002110532/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Темнов
Р.В. Бударагин
А.А. Титаренко
Original Assignee
Темнов Владимир Матвеевич
Бударагин Роман Валерьевич
Титаренко Алексей Александрович
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 Темнов Владимир Матвеевич, Бударагин Роман Валерьевич, Титаренко Алексей Александрович filed Critical Темнов Владимир Матвеевич
Priority to RU2002110532/20U priority Critical patent/RU26688U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU26688U1 publication Critical patent/RU26688U1/en

Links

Landscapes

  • Waveguides (AREA)

Abstract

Реберно-диэлектрический волновод, содержащий металлический проводник, расположенный на диэлектрической пластине, и подложку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения омических потерь в рабочей полосе частот, металлический проводник выполнен в виде клина с углом α при вершине, лежащего одной гранью на пластине, а подложка выполнена из диэлектрика с проницаемостью ε<ε, где ε- диэлектрическая проницаемость пластины, а угол α>0.An edge-dielectric waveguide comprising a metal conductor located on a dielectric plate and a substrate, characterized in that, in order to reduce ohmic losses in the working frequency band, the metal conductor is made in the form of a wedge with an angle α at an apex lying on one face on the plate, and the substrate is made of a dielectric with a permeability ε <ε, where ε is the dielectric constant of the plate and the angle α> 0.

Description

Реберно-диэлектрический волноводDielectric waveguide

Изобретение относится к линиям передачи сверхвысокочастотного (СВЧ), крайневысокочастотного (КВЧ) диапазонов и предназначено для использования в интегральных схемах указанных диапазонов вплоть до оптических частот. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона в область КВЧ и оптических частот, а также уменьшение омических потерь.The invention relates to transmission lines of microwave, microwave, ultrahigh-frequency (EHF) ranges and is intended for use in integrated circuits of these ranges up to optical frequencies. The aim of the invention is to expand the operating range in the region of EHF and optical frequencies, as well as reducing ohmic losses.

Известен микрополосковый волновод (см. А.С. СССР №1626282 А1, Н 01 РЗ/16, публ. 1991 г.), содержащий металлический полосковый проводник, расположенный на диэлектрической пластине, и подложку, которая выполнена из диэлектрика с относительной диэлектрической проницаемостью f 2 где е, - диэлектрическая проницаемость пластины,Known microstrip waveguide (see AS USSR No. 1626282 A1, N 01 RZ / 16, publ. 1991), containing a metal strip conductor located on a dielectric plate, and a substrate that is made of a dielectric with a relative dielectric constant f 2 where e is the dielectric constant of the plate,

а толщина пластины d удовлетворяет неравенству ,U(ei-fj)2, где Я длина волны в свободном пространстве (см. фиг.1).and the plate thickness d satisfies the inequality, U (ei-fj) 2, where I am the wavelength in free space (see Fig. 1).

Недостатком известного устройства являются повышенные потери вблизи ребер полоскового проводника, а также невозможность размещеьшя его вблизи края микросхемы из-за влияния этого края на параметры волновода, определяющие его волноведущие свойства.A disadvantage of the known device is the increased loss near the edges of the strip conductor, as well as the impossibility of placing it near the edge of the microcircuit due to the influence of this edge on the parameters of the waveguide, which determine its waveguide properties.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является полосковый волновод с краевой волной (см. статью С.В. Зайцева Краевые волны в полосковых структурах. Изв. ВУЗов Радиофизика, №3,1987 г.), содержащий диэлектрическую пластину толщиной d с проницаемостью е,, окруженную средой с проницаемостью е, и расположенный на ней очень щирокий полосковый проводник, в окрестности ребра которого распространяется краевая волна(см. фиг.2).Closest to the proposed technical solution is a strip waveguide with a boundary wave (see article by S. V. Zaitsev Edge waves in strip structures. Izv. VUZ Radiofizika, No. 3.1987), containing a dielectric plate of thickness d with a permeability e ,, surrounded by a medium with permeability e, and a very wide strip conductor located on it, in the vicinity of the edge of which an edge wave propagates (see figure 2).

Недостатком устройства - прототипа являются достаточно высокие омические потери, обусловленные сильной особенностью электромагнитного поля на ребре проводящего полоскового проводника.The disadvantage of the prototype device is the relatively high ohmic losses due to the strong feature of the electromagnetic field on the edge of the conductive strip conductor.

Технический эффект, на достижение которого направлена предлагаемая линия передачи, заключается в уменьщении омических потерь в ней и упрощении ее конструкционного выполнения.The technical effect to which the proposed transmission line is directed is to reduce ohmic losses in it and simplify its structural implementation.

Этот эффект достигается тем, что в реберно-диэлектрическом волноводе, содержащем диэлектрическую пластину, диэлектрическую подложку и металлический проводник, последний выполняется в виде клина с углом а при вершине, и располагается одной гранью на пластине, причем подложка изготовлена из диэлектрика с проницаемостью s б, где е - диэлектрическая проницаемость пластины, а угол а больше нуля.This effect is achieved by the fact that in an edge-dielectric waveguide containing a dielectric plate, a dielectric substrate and a metal conductor, the latter is made in the form of a wedge with an angle a at the apex and is located on one face on the plate, the substrate being made of a dielectric with permeability s b, where e is the dielectric constant of the plate, and the angle a is greater than zero.

Поперечное сечение предлагаемого волновода представлено на фиг.З (как уже упоминалось выше, на фиг.1 и фиг.2 показаны конфигурации известных линий передачи - аналога и прототипа соответственно). Заявляемыйреберно-диэлектрическийволноводсодержитA cross-section of the proposed waveguide is shown in FIG. 3 (as mentioned above, in FIG. 1 and FIG. 2, configurations of known transmission lines — analog and prototype, respectively) are shown. The inventive edge-dielectric waveguide contains

диэлектрическую пластину 1, диэлектрическую подложку 2 и металлический проводник 3 в виде клина с углом а при вершине, лежащий одной гранью на диэлектрической пластине.a dielectric plate 1, a dielectric substrate 2, and a metal conductor 3 in the form of a wedge with an angle a at the apex, lying on one face on the dielectric plate.

Реберно-диэлектрический волновод удерживает поверхностную волну, которая распространяется в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка. Образование такой волны происходит по двум причинам. Во-первых, на границе раздела двух диэлектрических сред пластины и подложки - имеет место явление полного внутреннего отражения (при условии, что диэлектрическая проницаемость пластины больше диэлектрической проницаемости подложки) и, вследствие этого, электромагнитное поле стремится сконцентрироваться в пластине. Вовторых, металлический клин создает особенность электромагнитного поля вблизи ребра, которая приводит к повышенной концентрации энергии поля в его окрестности, а если учесть, что это ребро находится на границе с поверхностью диэлектрической пластины, то этим обеспечивается дополнительное замедление поверхностной волны (называемой также краевой волной), и, следовательно, ее удержание в О1фестности ребра. Выбором угла а при вершине клина и подбором толщины пластины d можно регулировать концентрацию электромагнитной энергии, переносимой рассматриваемой краевой волной через поперечное сечение волновода, а значит и величину погонных омических потерь в нем.An edge-dielectric waveguide holds a surface wave that propagates in a direction perpendicular to the plane of the pattern. The formation of such a wave occurs for two reasons. Firstly, at the interface between the two dielectric media of the plate and the substrate, there is a phenomenon of total internal reflection (provided that the dielectric constant of the plate is greater than the dielectric constant of the substrate) and, as a result, the electromagnetic field tends to concentrate in the plate. Secondly, a metal wedge creates a feature of the electromagnetic field near the edge, which leads to an increased concentration of field energy in its vicinity, and given that this edge is located on the boundary with the surface of the dielectric plate, this provides an additional deceleration of the surface wave (also called the edge wave) , and, therefore, its retention in the edge of the edge. By choosing the angle a at the apex of the wedge and choosing the thickness of the plate d, it is possible to control the concentration of electromagnetic energy transferred by the considered boundary wave through the cross section of the waveguide, and hence the amount of linear ohmic losses in it.

Продвижение рабочего диапазона частот предлагаемого волновода в область оптических частот достигается уменьшением диэлектрических проницаемостей г, и е при сохранении неравенства .Advancing the working frequency range of the proposed waveguide to the optical frequency region is achieved by reducing the dielectric constant g, and e while maintaining the inequality.

Описание результатов эксперимента.Description of the experimental results.

Для проверки существования краевой волны и измерения ее длины волны был поставлен эксперимент. Резонатор, образованный двумя плоско-параллельными металлическими пластинами и расположенного между ними исследуемого отрезка волновода, состоящего из поликоровой диэлектрической пластины толщиной 1мм и металлического клина с углом а 90% возбуждался разомкнутым на конце отрезком 50-омной микрополосковой линии, нанесенной на обратной стороне диэлектрической пластины.An experiment was set up to verify the existence of a boundary wave and measure its wavelength. The resonator formed by two plane-parallel metal plates and the investigated section of the waveguide between them, consisting of a 1 mm thick polycore dielectric plate and a metal wedge with an angle of 90% was excited by a segment of a 50-ohm microstrip line deposited on the back of the dielectric plate open at the end.

Измерения, проводивщиеся на панорамном измерителе КСВ и ослаблений, показали наличие резкого падения КСВ (до значения 1,25) в двух частотных точках: 8,6 ГГц и 11,47 ГГц. В этих точках были выполнены расчеты длины краевой волны Д и сопоставлены с формулойMeasurements carried out on a panoramic SWR and attenuation meter showed a sharp drop in SWR (to a value of 1.25) at two frequency points: 8.6 GHz and 11.47 GHz. At these points, the edge wavelength D was calculated and compared with the formula

резонанса:resonance:

L , где L - длина резонатора, равная в нашем случае 28 мм, п целое положительное число, соответствующее номеру резонанса. ДляL, where L is the cavity length, which in our case is 28 mm, n is a positive integer corresponding to the resonance number. For

первой частотной точки получилось Д 28,2 мм, для второй -- 27,7 мм.the first frequency point was D 28.2 mm, for the second - 27.7 mm.

Это означает, что наблюдались второй и третий резонансы. Первый полуволновый резонанс, который должен был иметь место на частоте « 5 ГГц, обнаружен не был, что объясняется очень слабой на этой частоте концентрацией поля краевой волны в окрестности ребра.This means that the second and third resonances were observed. The first half-wave resonance, which was supposed to take place at a frequency of ~ 5 GHz, was not detected, which is explained by the very weak concentration of the field of the edge wave at this frequency in the vicinity of the edge.

Предлагаемый волновод может использоваться в качестве широкополосной линии передачи СВЧ и КВЧ диапазонов, а также послужить основой для разработки новых функциональных устройств указанных диапазонов.The proposed waveguide can be used as a broadband transmission line of microwave and EHF ranges, and also serve as the basis for the development of new functional devices of these ranges.

/В.М. Темнов/ /Р.В. Бударагин/ /А. А. Титаренко// B.M. Temnov / /R.V. Budaragin / / A. A. Titarenko /

Claims (1)

Реберно-диэлектрический волновод, содержащий металлический проводник, расположенный на диэлектрической пластине, и подложку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения омических потерь в рабочей полосе частот, металлический проводник выполнен в виде клина с углом α при вершине, лежащего одной гранью на пластине, а подложка выполнена из диэлектрика с проницаемостью ε21, где ε1 - диэлектрическая проницаемость пластины, а угол α>0.
Figure 00000001
An edge-dielectric waveguide comprising a metal conductor located on a dielectric plate and a substrate, characterized in that, in order to reduce ohmic losses in the working frequency band, the metal conductor is made in the form of a wedge with an angle α at an apex lying on one face on the plate, and the substrate is made of a dielectric with a permeability ε 21 , where ε 1 is the dielectric constant of the plate, and the angle α> 0.
Figure 00000001
RU2002110532/20U 2002-04-19 2002-04-19 RIBE-DIELECTRIC WAVEGUIDE RU26688U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002110532/20U RU26688U1 (en) 2002-04-19 2002-04-19 RIBE-DIELECTRIC WAVEGUIDE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002110532/20U RU26688U1 (en) 2002-04-19 2002-04-19 RIBE-DIELECTRIC WAVEGUIDE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU26688U1 true RU26688U1 (en) 2002-12-10

Family

ID=48285656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002110532/20U RU26688U1 (en) 2002-04-19 2002-04-19 RIBE-DIELECTRIC WAVEGUIDE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU26688U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2379800C2 (en) Electromagnetic shield with large surface impedance
Pucel et al. Losses in microstrip
Zheng et al. Compact band-rejected ultrawideband slot antennas inserting with $\lambda/2$ and $\lambda/4$ resonators
CN104849570B (en) A kind of material electromagnetic parameter test method based on artificial magnetic conductor rectangular waveguide
Macfarlane Quasi-stationary field theory and its application to diaphragms and junctions in transmission lines and wave guides
CN111969308B (en) Periodic leaky-wave antenna
RU26688U1 (en) RIBE-DIELECTRIC WAVEGUIDE
RU139090U1 (en) Waveguide transition
Cheng et al. Quasi-TEM study of microshield lines with practical cavity sidewall profiles
CN103338006A (en) Submillimeter wave frequency multiplier based on wave guide double probe
CN106876948A (en) A kind of new dual-attenuation ultra-wideband antenna
Mayboroda et al. A Leaky-wave antenna on the basis of an inverted dielectric waveguide
Semouchkina et al. Analysis of resonance processes in microstrip ring resonators by the FDTD method
CN105048044B (en) The transmission line and circuit that suppression based on artificial surface phasmon ripple couples between facing
RU2792265C1 (en) Frequency doubler on a thin magnetic film
CN106876950A (en) A kind of new Ultrawide-band trap antenna based on W shape cuttings
RU205448U1 (en) Volumetric strip-slot transition with a U-shaped slot
RU2730381C1 (en) Single 90-degree angle bending in n-plane in rectangular waveguide structure
RU2812810C2 (en) Method for exciting slot antenna with multi-loop conductor and device for its implementation
Joe et al. Radiation characteristics of waveguide antennas located on the same impedance plane
CN110165415B (en) Hollowed-out upper-layer and lower-layer coupling type electromagnetic induction transparent film
Tao et al. A metasurface assisted half-mode leaky waveguide
Rane et al. Behaviour of Parallel Coupled Microstrip Band Pass Filter and Simple Microstripline due to Thin‐Film Al2O3 Overlay
SU660128A1 (en) Device for exciting dielectric waveguide
Bernal et al. High frequency crosstalk between two microstrip lines