RU2802865C1 - Twelve-port crossover - Google Patents

Twelve-port crossover Download PDF

Info

Publication number
RU2802865C1
RU2802865C1 RU2022132695A RU2022132695A RU2802865C1 RU 2802865 C1 RU2802865 C1 RU 2802865C1 RU 2022132695 A RU2022132695 A RU 2022132695A RU 2022132695 A RU2022132695 A RU 2022132695A RU 2802865 C1 RU2802865 C1 RU 2802865C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
directional coupler
crossover
directional
coupler
Prior art date
Application number
RU2022132695A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Александрович Летавин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2802865C1 publication Critical patent/RU2802865C1/en

Links

Abstract

FIELD: microwave technology.
SUBSTANCE: invention aims to ensure continuous transmission of signals in six intersecting directions without their interaction with each other.
EFFECT; creation of a crossover without the use of multilayer substrates and attachments, which makes it possible to expand the arsenal of crossovers and devices using them (diagram-forming circuits).
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к СВЧ технике, в частности для обеспечения непрерывной передачи сигналов в шести пересекающихся направлениях без их взаимодействия друг с другом. The invention relates to microwave technology, in particular to ensure continuous transmission of signals in six intersecting directions without their interaction with each other.

Широко известны шлейфные квадратурные ответвители, содержащие диэлектрическую подложку, которая с одной стороны полностью металлизирована (экран), а с противоположной стороны расположена топология устройства, состоящая из двух параллельных линий передачи, соединенных четвертьволновыми шлейфами на расстоянии четверти длины волны друг от друга (Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика - «Связь», 1971. - 487 с.). Это устройство делит входную мощность между двумя своими выходами с требуемым коэффициентом деления и разностью фаз 90°. При этом оставшийся выход развязан. Недостатками такого ответвителя являются: значительные габариты, особенно на низких частотах, неиспользуемая площадь внутри устройства и наличие паразитных полос на более высоких частотах. Widely known are quadrature loop couplers containing a dielectric substrate, which on one side is completely metallized (screen), and on the opposite side there is a device topology consisting of two parallel transmission lines connected by quarter-wave stubs at a distance of a quarter wavelength from each other (Volman V. I., Pimenov Yu.V. Technical electrodynamics - “Communication”, 1971. - 487 pp.). This device divides the input power between its two outputs with the required division ratio and a phase difference of 90°. In this case, the remaining output is decoupled. The disadvantages of such a coupler are: significant dimensions, especially at low frequencies, unused area inside the device and the presence of spurious bands at higher frequencies.

Простейшим способом реализации двух пересекающихся микрополосковых линий является использование навесных элементов. Более сложный вариант заключается в использовании многослойных подложек. Если пересечение нужно выполнить в одном слое проводника, то можно использовать пару двухшлейфных мостов, соединенных последовательно, или применить двухшлейфный направленный ответвитель с сонаправленным типом направленности и полной связью (сигнал, поступающий на вход устройства, проходит на выход, расположенный по диагонали устройства).The simplest way to implement two intersecting microstrip lines is to use hanging elements. A more complex option is to use multilayer substrates. If the crossing needs to be done in one layer of the conductor, then you can use a pair of two-stub bridges connected in series, or use a two-stub directional coupler with a co-directional type of directivity and full coupling (the signal arriving at the input of the device passes to the output located diagonally on the device).

Для оценки современного состояния вопроса в области разработки СВЧ кроссоверов рассмотрим некоторые работы, описывающие схемотехнические решения, позволяющие реализовать физическое пересечение нескольких линий передачи с высокой развязкой между ними.To assess the current state of the issue in the development of microwave crossovers, let’s consider some works that describe circuit solutions that make it possible to implement the physical intersection of several transmission lines with high isolation between them.

В [WANG, Y., HENIN, B. and ABBOSH, A., 2013. Wideband microwave crossover using slotted microstrip patch, IEEE Antennas and Propagation Society, AP-S International Symposium (Digest) 2013, pp. 1002-1003] описан широкополосный четырехпортовый кроссовер, состоящий из «патча» с изогнутыми краями и четырех симметричных веерообразных прорезей внутри него. In [WANG, Y., HENIN, B. and ABBOSH, A., 2013. Wideband microwave crossover using slotted microstrip patch, IEEE Antennas and Propagation Society, AP-S International Symposium (Digest) 2013, pp. 1002-1003] describe a wideband four-port crossover consisting of a “patch” with curved edges and four symmetrical fan-shaped slots inside it.

В [ABBOSH, A., IBRAHIM, S. and KARIM, M., 2012. Ultra-wideband crossover using microstrip-to-coplanar waveguide transitions. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 22(10), pp. 500-502] представлен сверхширокополосный кроссовер, который включает в себя пару микрополосково-компланарных волноводов с широкой связью, переходные отверстия и пару микрополосково-компланарных волноводов. In [ABBOSH, A., IBRAHIM, S. and KARIM, M., 2012. Ultra-wideband crossover using microstrip-to-coplanar waveguide transitions. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 22(10), pp. 500-502] presents an ultra-wideband crossover that includes a pair of wide-coupled microstrip-coplanar waveguides, vias, and a pair of microstrip-coplanar waveguides.

В [LIU, W., ZHANG, Z., FENG, Z. and ISKANDER, M.F., 2012. A compact wideband microstrip crossover. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 22(5), pp. 254-256] авторам удалось получить кроссовер, состоящий из компланарных волноводов, переходных отверстий и двух слоев подложки. In [LIU, W., ZHANG, Z., FENG, Z. and ISKANDER, M.F., 2012. A compact wideband microstrip crossover. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 22(5), pp. 254-256] the authors managed to obtain a crossover consisting of coplanar waveguides, vias and two substrate layers.

В [MEHTA, M.T., NAVEEN, K.A., RAJAN, V., PILLAI, R. and MENON, S.K., 2016. Planar crossover for beamforming networks using Sierpenski gaskets, 2015 International Conference on Control, Communication and Computing India, ICCC 2015 2016, pp. 459-463] исследован кроссовер с четырьмя портами, соединёнными с квадратной площадке с вырезами.In [MEHTA, M.T., NAVEEN, K.A., RAJAN, V., PILLAI, R. and MENON, S.K., 2016. Planar crossover for beamforming networks using Sierpenski gaskets, 2015 International Conference on Control, Communication and Computing India, ICCC 2015 2016, pp. 459-463] a crossover with four ports connected to a square platform with cutouts was studied.

В [ZHOU, Y., ZHOU, K., ZHANG, J., ZHOU, C. and WU, W., 2018. Miniaturized substrate integrated waveguide filtering crossover, 2017 IEEE Electrical Design of Advanced Packaging and Systems Symposium, EDAPS 2017 2018, pp. 1-3] для реализации кроссовера используются интегральные волноводы на подложке.In [ZHOU, Y., ZHOU, K., ZHANG, J., ZHOU, C. and WU, W., 2018. Miniaturized substrate integrated waveguide filtering crossover, 2017 IEEE Electrical Design of Advanced Packaging and Systems Symposium, EDAPS 2017 2018 , pp. 1-3] to implement the crossover, integrated waveguides on the substrate are used.

В [CHIOU, Y.-., KUO, J.-. and LEE, H.-., 2009. Design of compact symmetric four-port crossover junction. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 19(9), pp. 545-547] описана схема кроссовера, состоящая из кольца и двух внутренних ортогональных секции, соединяющих диагональные порты. В [TANG, C.-., LIN, K.-. and CHEN, W.-., 2014. Analysis and design of compact and wide-passband planar crossovers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 62(12), pp. 2975-2982] описана аналогичная конструкция. In [CHIOU, Y.-., KUO, J.-. and LEE, H.-., 2009. Design of compact symmetric four-port crossover junction. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 19(9), pp. 545-547] describe a crossover circuit consisting of a ring and two internal orthogonal sections connecting the diagonal ports. In [TANG, C.-., LIN, K.-. and CHEN, W.-., 2014. Analysis and design of compact and wide-passband planar crossovers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 62(12), pp. 2975-2982] describes a similar design.

В [YAO, J., LEE, C. and YEO, S.P., 2011. Microstrip branch-line couplers for crossover application. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 59(1), pp. 87-92] описан кроссовер, полученный на схеме четырехшлейфного направленного ответвителя с полной связью. В [NACHOUANE, H., NAJID, A., TRIBAK, A. and RIOUCH, F., 2014. Broadband 4×4 Butler matrix using wideband 90° hybrid couplers and crossovers for beamforming networks, International Conference on Multimedia Computing and Systems -Proceedings 2014, pp. 1444-1448] описана аналогичная конструкция, но с использование пятишлейфного направленного ответвителя. In [YAO, J., LEE, C. and YEO, S.P., 2011. Microstrip branch-line couplers for crossover application. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 59(1), pp. 87-92] describe a crossover obtained using a four-stub directional coupler with full coupling. In [NACHOUANE, H., NAJID, A., TRIBAK, A. and RIOUCH, F., 2014. Broadband 4x4 Butler matrix using wideband 90° hybrid couplers and crossovers for beamforming networks, International Conference on Multimedia Computing and Systems - Proceedings 2014, pp. 1444-1448] describes a similar design, but using a five-line directional coupler.

В [LIU, X., YU, C., LIU, Y., LI, S., WU, F. and SU, M., 2010. A novel compact planar crossover with simple design procedure, Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings, APMC 2010, pp. 1633-1636] описано несколько конструкций кроссовера.In [LIU, X., YU, C., LIU, Y., LI, S., WU, F. and SU, M., 2010. A novel compact planar crossover with simple design procedure, Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings , APMC 2010, pp. 1633-1636] several crossover designs are described.

Все описанные выше кроссоверы обеспечивают непрерывную передачу сигналов в двух пересекающихся направлениях без их взаимодействия друг с другом. Недостатком этих конструкций является невозможность обеспечить необходимую передачу сигналов при пересечении более двух линий.All of the crossovers described above provide continuous transmission of signals in two intersecting directions without them interacting with each other. The disadvantage of these designs is the inability to provide the necessary signal transmission when more than two lines intersect.

Если необходимо обеспечить передачу сигналов по трем пересекающимся линиям, то можно рассмотреть следующие работы: [TANG, C.-. and CHUANG, W.-., 2015. Design of the Planar Six-Port Crossover with Double Rings. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 25(10), pp. 651-653], [WU, L.-., GUO, Y.-. and MAO, J.-., 2014. A planar microstrip crossover with lumped inductors for three intersecting channels. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 62(4), pp. 851-860] и [WU, L.-. and MAO, J.-., 2016. A planar filtering crossover for three intersecting channels, IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest 2016]. Все три конструкции спроектированы таким образом, чтобы большая часть входной мощности передается только на один выход. If it is necessary to ensure the transmission of signals along three intersecting lines, then the following work can be considered: [TANG, C.-. and CHUANG, W.-., 2015. Design of the Planar Six-Port Crossover with Double Rings. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 25(10), pp. 651-653], [WU, L.-., GUO, Y.-. and M.A.O., J.-., 2014. A planar microstrip crossover with lumped inductors for three intersecting channels. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 62(4), pp. 851-860] and [WU, L.-. and MAO, J.-., 2016. A planar filtering crossover for three intersecting channels, IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest 2016]. All three designs are designed so that most of the input power is transferred to only one output.

В случае если необходимо обеспечить передачу сигналов по четырем пересекающимся линиям, то в [CHU, P.-. and TANG, C.-., 2018. Design of a Compact Planar Crossover with Four Intersecting Channels. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 28(4), pp. 293-295] представлена конструкция кроссовера, состоящая из двух каскодированных колец с восьмью портами, а электрические длины отрезков и соотношения сопротивлений между линиями выбирались исходя из достижения желаемой центральной частоты. If it is necessary to ensure the transmission of signals along four intersecting lines, then in [CHU, P.-. and TANG, C.-., 2018. Design of a Compact Planar Crossover with Four Intersecting Channels. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 28(4), pp. 293-295] presents a crossover design consisting of two cascoded rings with eight ports, and the electrical lengths of the segments and the resistance ratio between the lines were chosen based on achieving the desired center frequency.

В результате были рассмотрены кроссоверы, позволяющие имитировать работу двух, трех и четырех пересекающихся линий. Работ, обеспечивающих передачу сигнала более чем по четырем пересекающимся линиям, обнаружено не было. As a result, crossovers were considered that made it possible to simulate the operation of two, three and four intersecting lines. No work was found that provided signal transmission over more than four intersecting lines.

Технической проблемой, решаемой данным изобретением, является расширение арсенала технических средств за счет обеспечения возможности непрерывной передачи сигналов в шести пересекающихся направлениях без их взаимодействия друг с другом, а также создание простой и надежной конструкции кроссовера с помощью набора однотипных направленных ответвителей с полной связью.The technical problem solved by this invention is the expansion of the arsenal of technical means by providing the possibility of continuous transmission of signals in six intersecting directions without their interaction with each other, as well as the creation of a simple and reliable crossover design using a set of the same type of directional couplers with full communication.

Техническим результатом изобретения является создание кроссовера без применения многослойных подложек и навесных элементов, что позволяет расширить арсенал кроссоверов и устройств с их применением (диаграммообразующих схем).The technical result of the invention is the creation of a crossover without the use of multilayer substrates and hanging elements, which makes it possible to expand the arsenal of crossovers and devices using them (diagram-forming circuits).

Технический решение достигается тем, что двенадцатипортовый кроссовер, характеризующийся тем, что содержит двенадцать входных линий и тринадцать направленных ответвителей с полной связью, диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой, первый вход первого направленного ответвителя соединен с первым входом устройства, второй вход первого направленного ответвителя соединен со вторым входом устройства, третий вход первого направленного ответвителя соединен с первым входом третьего направленного ответвителя, четвертый вход первого направленного ответвителя соединен с первым входом второго направленного ответвителя, второй вход второго направленного ответвителя соединен с третьим входом устройства, третий вход второго направленного ответвителя соединен со вторым входом третьего направленного ответвителя, четвертый вход второго направленного ответвителя соединен с первым входом шестого направленного ответвителя, третий вход третьего направленного ответвителя соединен со вторым входом пятого направленного ответвителя, четвертый вход третьего направленного ответвителя соединен с первым входом седьмого направленного ответвителя, первый вход пятого направленного ответвителя соединен со вторым входом четвертого направленного ответвителя, третий вход пятого направленного ответвителя соединен со вторым входом восьмого направленного ответвителя, четвертый вход пятого направленного ответвителя соединен со вторым входом седьмого направленного ответвителя, первый вход четвертого направленного ответвителя соединен с четвертым входом устройства, третий вход четвертого направленного ответвителя соединен с шестым входом устройства, четвертый вход четвертого направленного ответвителя соединен с первым входом восьмого направленного ответвителя, третий вход восьмого направленного ответвителя соединен с восьмым входом устройства, четвертый вход восьмого направленного ответвителя соединен с первым входом двенадцатого направленного ответвителя, второй вход шестого направленного ответвителя соединен с пятым входом устройства, третий вход шестого направленного ответвителя соединен со вторым входом девятого направленного ответвителя, четвертый вход шестого направленного ответвителя соединен с первым входом десятого направленного ответвителя, третий вход седьмого направленного ответвителя соединен с первым входом девятого направленного ответвителя, третий вход девятого направленного ответвителя соединен со вторым входом одиннадцатого направленного ответвителя, четвертый вход девятого направленного ответвителя соединен с третьим входом десятого направленного ответвителя, второй вход десятого направленного ответвителя соединен с седьмым входом устройства, четвертый вход десятого направленного ответвителя соединен с девятым входом устройства, первый вход одиннадцатого направленного ответвителя соединен с четвертым входом седьмого направленного ответвителя, третий вход одиннадцатого направленного ответвителя соединен со вторым входом двенадцатого направленного ответвителя, четвертый вход одиннадцатого направленного ответвителя соединен со вторым входом тринадцатого направленного ответвителя, третий вход двенадцатого направленного ответвителя соединен с десятым входом устройства, четвертый вход двенадцатого направленного ответвителя соединен с первым входом тринадцатого направленного ответвителя, третий вход тринадцатого направленного ответвителя соединен с одиннадцатым входом устройства, четвертый вход тринадцатого направленного ответвителя соединен с двенадцатым входом устройства.The technical solution is achieved in that a twelve-port crossover, characterized in that it contains twelve input lines and thirteen directional couplers with full coupling, a dielectric substrate, one surface of which is metallized, and on the other, the first input of the first directional coupler is connected to the first input of the device, the second input the first directional coupler is connected to the second input of the device, the third input of the first directional coupler is connected to the first input of the third directional coupler, the fourth input of the first directional coupler is connected to the first input of the second directional coupler, the second input of the second directional coupler is connected to the third input of the device, the third input of the second directional coupler is connected to the second input of the third directional coupler, the fourth input of the second directional coupler is connected to the first input of the sixth directional coupler, the third input of the third directional coupler is connected to the second input of the fifth directional coupler, the fourth input of the third directional coupler is connected to the first input of the seventh directional coupler, the first input the fifth directional coupler is connected to the second input of the fourth directional coupler, the third input of the fifth directional coupler is connected to the second input of the eighth directional coupler, the fourth input of the fifth directional coupler is connected to the second input of the seventh directional coupler, the first input of the fourth directional coupler is connected to the fourth input of the device, the third input the fourth directional coupler is connected to the sixth input of the device, the fourth input of the fourth directional coupler is connected to the first input of the eighth directional coupler, the third input of the eighth directional coupler is connected to the eighth input of the device, the fourth input of the eighth directional coupler is connected to the first input of the twelfth directional coupler, the second input of the sixth directional coupler is connected to the fifth input of the device, the third input of the sixth directional coupler is connected to the second input of the ninth directional coupler, the fourth input of the sixth directional coupler is connected to the first input of the tenth directional coupler, the third input of the seventh directional coupler is connected to the first input of the ninth directional coupler, the third input of the ninth directional coupler is connected to the second input of the eleventh directional coupler, the fourth input of the ninth directional coupler is connected to the third input of the tenth directional coupler, the second input of the tenth directional coupler is connected to the seventh input of the device, the fourth input of the tenth directional coupler is connected to the ninth input of the device, the first input of the eleventh directional coupler is connected with the fourth input of the seventh directional coupler, the third input of the eleventh directional coupler is connected to the second input of the twelfth directional coupler, the fourth input of the eleventh directional coupler is connected to the second input of the thirteenth directional coupler, the third input of the twelfth directional coupler is connected to the tenth input of the device, the fourth input of the twelfth directional coupler is connected with the first input of the thirteenth directional coupler, the third input of the thirteenth directional coupler is connected to the eleventh input of the device, the fourth input of the thirteenth directional coupler is connected to the twelfth input of the device.

Волновые сопротивления направленных ответвителей с полной связью рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить передачу входного сигнала на выход, расположенный диагонально, с минимальной передачей сигнала на два других выхода. Чем лучше настроен ответвитель, тем больший процент входного сигнала достигнет желаемого выхода. Конструкция направленных ответвителей может быть различной. Однако если используются шлейфные квадратурные ответвители, то чем больше шлейфов в ответвителе, тем шире полоса частот, в которой входной сигнал передается на желаемый выход. Однако это также приведет к увеличению габаритов устройства.The characteristic impedances of fully coupled directional couplers are designed to ensure that the input signal is transferred to the diagonally located output with minimal signal transfer to the other two outputs. The better the coupler is tuned, the greater the percentage of the input signal that will reach the desired output. The design of directional couplers can be different. However, if loop quadrature couplers are used, then the more loops in the coupler, the wider the frequency band over which the input signal is transmitted to the desired output. However, this will also lead to an increase in the size of the device.

На фиг. 1 показана схема двенадцатипортового кроссовера, состоящего из тринадцати направленных ответвителей (1А-13А), соединенных особым образом.In fig. Figure 1 shows a diagram of a twelve-port crossover consisting of thirteen directional couplers (1A-13A) connected in a special way.

На фиг. 2 представлен пример конструкции двенадцатипортового кроссовера (одна из возможных топологий, полученная по схеме на фиг.1).In fig. Figure 2 shows an example of the design of a twelve-port crossover (one of the possible topologies obtained according to the diagram in Figure 1).

На фиг. 3 показаны частотные характеристики двенадцатипортового кроссовера (фиг. 2) полученные в программе Cadence AWR - график S-параметров от частоты.In fig. Figure 3 shows the frequency characteristics of a twelve-port crossover (Fig. 2) obtained in the Cadence AWR program - a graph of S -parameters versus frequency.

На диэлектрической подложке, с одной стороны (фиг. 2) расположена топология двенадцатипортового кроссовера, состоящего из двенадцати подводящих линий (входных/выходных отрезков) и тринадцати направленных ответвителей с полной связью (осуществляющих передачу входного сигнала на порт расположенных по диагонали и тем самым имитирующих работу двух пересекающихся линий), а с другой стороны полностью металлизированная поверхность. On the dielectric substrate, on one side (Fig. 2), there is a topology of a twelve-port crossover, consisting of twelve supply lines (input/output sections) and thirteen directional couplers with full communication (transmitting the input signal to a port located diagonally and thereby simulating the operation two intersecting lines), and on the other side a completely metallized surface.

Пример предлагаемой конструкции двенадцатипортового кроссовера, реализованного на подложке Rogers 3300 толщиной 1,024 мм (фиг. 2), работает на центральной частоте 1 ГГц. В этой конструкции используются четырехшлейфные направленные ответвители с полной связью (кроссоверами имитирующие пересечение двух линий). Коэффициент передачи на центральной частоте составляет 1.7 дБ (фиг. 3). An example of the proposed design of a twelve-port crossover, implemented on a Rogers 3300 substrate with a thickness of 1.024 mm (Fig. 2), operates at a center frequency of 1 GHz. This design uses four-stub, fully coupled directional couplers (crossovers simulating the intersection of two lines). The transmission coefficient at the center frequency is 1.7 dB (Fig. 3).

Двенадцатипортовый кроссовер согласно изобретению, работает следующим образом.The twelve-port crossover according to the invention works as follows.

Допустим, входной сигнал с частотой 1 ГГц, поступающий на вход 2 двенадцатипортового кроссовера, подается на вход направленного ответвителя с полной связью 1А, проходя через который сигнал поступает на выход, расположенный по диагонали. Затем сигнал распространяется по линии передачи, соединяющей направленные ответвители с полной связью 1А и 3А. Сигнал, поступающий на вход направленного ответвителя с полной связью 3А, проходит через него и поступает на выход, расположенный диагонально, а затем поступает по линии передачи на вход направленного ответвителя с полной связью 7А. Сигнал, поступающий на вход направленного ответвителя с полной связью 7А, проходит через него и поступает на выход, расположенный диагонально, а затем поступает по линии передачи на вход направленного ответвителя с полной связью 11А. Далее сигнал, поступающий на вход направленного ответвителя с полной связью 11А, проходит через него и поступает на выход, расположенный диагонально, а затем поступает по линии передачи на вход направленных ответвителей с полной связью 13А. Сигнал, поступающий на вход направленного ответвителя с полной связью 13А, проходит через него и поступает на выход, расположенный диагонально, а затем поступает по линии передачи на 8-й выход двенадцатипортового кроссовера. При подаче сигнала на любой другой порт двенадцатипортовый кроссовер будет работать аналогичным образом.Let's say a 1 GHz input signal at input 2 of a twelve-port crossover is fed into a 1A fully coupled directional coupler, through which the signal passes to the diagonal output. The signal is then propagated along a transmission line connecting the directional couplers with full 1A and 3A coupling. The signal entering the input of the 3A full coupling directional coupler passes through it and arrives at the output located diagonally, and then travels through the transmission line to the input of the 7A full coupling directional coupler. The signal entering the input of the 7A full coupling directional coupler passes through it and arrives at the output located diagonally, and then travels through the transmission line to the input of the 11A full coupling directional coupler. Next, the signal entering the input of the directional coupler with full coupling 11A passes through it and arrives at the output located diagonally, and then arrives through the transmission line to the input of the directional couplers with full coupling 13A. The signal entering the 13A full coupling directional coupler input passes through it to the diagonal output and then travels through the transmission line to the 8th output of the twelve-port crossover. When a signal is applied to any other port, the twelve-port crossover will operate in the same way.

Claims (1)

1. Двенадцатипортовый кроссовер, характеризующийся тем, что содержит двенадцать входных линий и тринадцать направленных ответвителей с полной связью, диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой, первый вход первого направленного ответвителя соединен с первым входом устройства, второй вход первого направленного ответвителя соединен со вторым входом устройства, третий вход первого направленного ответвителя соединен с первым входом третьего направленного ответвителя, четвертый вход первого направленного ответвителя соединен с первым входом второго направленного ответвителя, второй вход второго направленного ответвителя соединен с третьим входом устройства, третий вход второго направленного ответвителя соединен со вторым входом третьего направленного ответвителя, четвертый вход второго направленного ответвителя соединен с первым входом шестого направленного ответвителя, третий вход третьего направленного ответвителя соединен со вторым входом пятого направленного ответвителя, четвертый вход третьего направленного ответвителя соединен с первым входом седьмого направленного ответвителя, первый вход пятого направленного ответвителя соединен со вторым входом четвертого направленного ответвителя, третий вход пятого направленного ответвителя соединен со вторым входом восьмого направленного ответвителя, четвертый вход пятого направленного ответвителя соединен со вторым входом седьмого направленного ответвителя, первый вход четвертого направленного ответвителя соединен с четвертым входом устройства, третий вход четвертого направленного ответвителя соединен с шестым входом устройства, четвертый вход четвертого направленного ответвителя соединен с первым входом восьмого направленного ответвителя, третий вход восьмого направленного ответвителя соединен с восьмым входом устройства, четвертый вход восьмого направленного ответвителя соединен с первым входом двенадцатого направленного ответвителя, второй вход шестого направленного ответвителя соединен с пятым входом устройства, третий вход шестого направленного ответвителя соединен со вторым входом девятого направленного ответвителя, четвертый вход шестого направленного ответвителя соединен с первым входом десятого направленного ответвителя, третий вход седьмого направленного ответвителя соединен с первым входом девятого направленного ответвителя, третий вход девятого направленного ответвителя соединен со вторым входом одиннадцатого направленного ответвителя, четвертый вход девятого направленного ответвителя соединен с третьим входом десятого направленного ответвителя, второй вход десятого направленного ответвителя соединен с седьмым входом устройства, четвертый вход десятого направленного ответвителя соединен с девятым входом устройства, первый вход одиннадцатого направленного ответвителя соединен с четвертым входом седьмого направленного ответвителя, третий вход одиннадцатого направленного ответвителя соединен со вторым входом двенадцатого направленного ответвителя, четвертый вход одиннадцатого направленного ответвителя соединен со вторым входом тринадцатого направленного ответвителя, третий вход двенадцатого направленного ответвителя соединен с десятым входом устройства, четвертый вход двенадцатого направленного ответвителя соединен с первым входом тринадцатого направленного ответвителя, третий вход тринадцатого направленного ответвителя соединен с одиннадцатым входом устройства, четвертый вход тринадцатого направленного ответвителя соединен с двенадцатым входом устройства. 1. A twelve-port crossover, characterized in that it contains twelve input lines and thirteen directional couplers with full coupling, a dielectric substrate, one surface of which is metallized, and on the other, the first input of the first directional coupler is connected to the first input of the device, the second input of the first directional coupler is connected with the second input of the device, the third input of the first directional coupler is connected to the first input of the third directional coupler, the fourth input of the first directional coupler is connected to the first input of the second directional coupler, the second input of the second directional coupler is connected to the third input of the device, the third input of the second directional coupler is connected to the second input of the third directional coupler, the fourth input of the second directional coupler is connected to the first input of the sixth directional coupler, the third input of the third directional coupler is connected to the second input of the fifth directional coupler, the fourth input of the third directional coupler is connected to the first input of the seventh directional coupler, the first input of the fifth directional coupler is connected with the second input of the fourth directional coupler, the third input of the fifth directional coupler is connected to the second input of the eighth directional coupler, the fourth input of the fifth directional coupler is connected to the second input of the seventh directional coupler, the first input of the fourth directional coupler is connected to the fourth input of the device, the third input of the fourth directional coupler is connected with the sixth input of the device, the fourth input of the fourth directional coupler is connected to the first input of the eighth directional coupler, the third input of the eighth directional coupler is connected to the eighth input of the device, the fourth input of the eighth directional coupler is connected to the first input of the twelfth directional coupler, the second input of the sixth directional coupler is connected to the fifth input of the device, the third input of the sixth directional coupler is connected to the second input of the ninth directional coupler, the fourth input of the sixth directional coupler is connected to the first input of the tenth directional coupler, the third input of the seventh directional coupler is connected to the first input of the ninth directional coupler, the third input of the ninth directional coupler is connected to the second input of the eleventh directional coupler, the fourth input of the ninth directional coupler is connected to the third input of the tenth directional coupler, the second input of the tenth directional coupler is connected to the seventh input of the device, the fourth input of the tenth directional coupler is connected to the ninth input of the device, the first input of the eleventh directional coupler is connected to the fourth input of the seventh directional coupler, the third input of the eleventh directional coupler is connected to the second input of the twelfth directional coupler, the fourth input of the eleventh directional coupler is connected to the second input of the thirteenth directional coupler, the third input of the twelfth directional coupler is connected to the tenth input of the device, the fourth input of the twelfth directional coupler is connected to the first input of the thirteenth directional coupler, the third input of the thirteenth directional coupler is connected to the eleventh input of the device, the fourth input of the thirteenth directional coupler is connected to the twelfth input of the device.
RU2022132695A 2022-12-14 Twelve-port crossover RU2802865C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802865C1 true RU2802865C1 (en) 2023-09-05

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69227406T2 (en) * 1991-07-18 1999-03-18 Matra Marconi Space Uk Ltd Multi-port microwave coupler
US5936591A (en) * 1996-04-11 1999-08-10 Advanced Space Communications Research Laboratory (Asc) Multi-beam feeding apparatus
RU177305U1 (en) * 2017-07-25 2018-02-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" COMPACT DIRECTED TAP

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69227406T2 (en) * 1991-07-18 1999-03-18 Matra Marconi Space Uk Ltd Multi-port microwave coupler
US5936591A (en) * 1996-04-11 1999-08-10 Advanced Space Communications Research Laboratory (Asc) Multi-beam feeding apparatus
RU177305U1 (en) * 2017-07-25 2018-02-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" COMPACT DIRECTED TAP

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Статья: "SICL-based wideband crossover with low phase imbalance and group delay",Volume 14, Issue 12, 07 October 2020, p. 1355 - 1360. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tanaka et al. Slot-coupled directional couplers between double-sided substrate microstrip lines and their applications
Liu et al. A compact microstrip rat-race coupler with modified lange and T-shaped arms
Abbosh Planar out-of-phase power divider/combiner for wideband high power microwave applications
Pang et al. A planar balanced crossover
Zhao et al. Mixed-mode magic-Ts and their applications on the designs of dual-band balanced out-of-phase filtering power dividers
WO2015003381A1 (en) 3x3 butler matrix and 5x6 butler matrix
Ang et al. A new class of multisection 180/spl deg/hybrids based on cascadable hybrid-ring couplers
Sakagami et al. Compact multi-way power dividers for dual-band, wide-band and easy fabrication
Zhang et al. A modified coupled-line Schiffman phase shifter with short reference line
Xia et al. A new dual band balanced-to-balanced power divider
RU2802865C1 (en) Twelve-port crossover
US4075581A (en) Stripline quadrature coupler
Zhao et al. Proposal and synthesis of wideband multilayer planar magic-T with independent in-phase and out-of-phase chebyshev filtering responses
Denidni et al. Experimental investigation of a new Butler matrix using slotline technology for beamforming antenna arrays
Ausordin et al. A compact 3-dB coupler on a dual substrate layer with a rectangular slotted microstrip ground plane
Gupta et al. A dual-band balun architecture with unequal port-terminations
Xia et al. A new Gysel out-of-phase power divider with arbitrary power dividing ratio based on analysis method of equivalence of N-port networks
Moghaddasi et al. Hybrid structure-based broadband field-rotation balun for millimeter-wave applications
Krishna et al. Analysis and design of a planar crossover for dual-frequency applications
Ali et al. Printed RGW 3-dB backward coupler for millimeter wave applications
Schmidbauer et al. Concepts for a Monostatic Radar Transceiver Front-end in eWLB package with Off-Chip QuasiCirculator for 60 GHz
Moubadir et al. Miniaturized design of rat-race coupler by utilizing T-shape stubs
Okada et al. Design of multi-way LC-ladder dividers with multi-band operation
Kawai et al. Design methods for broadband 3dB branch-line and rat-race hybrids
Sun et al. Unequal dual-band rat-race coupler based on dual-frequency 180 degree phase shifter