RU45864U1

RU45864U1 - AGREED STRIP OF THE STRIP LINE

Info

Publication number: RU45864U1
Application number: RU2005101801/22U
Authority: RU
Inventors: В.В. Демидов; А.Д. Егоров; М.В. Инденбом; В.А. Хрисанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Сигнал"
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2005-05-27

Abstract

Полезная модель относится к технике СВЧ, к устройствам на основе полосковой линии передачи в частности, и может быть использована в радиотехнике, радиосвязи, радиолокации, телевидении. Использование полезной модели позволяет получить низкий коэффициент отражения при малых радиусах изгиба полосковой линии. Это достигается тем, что в повороте полосковой линии, содержащем как минимум один плоский проводящий экран, входной и выходной проводящие полосковые проводники, оси которых лежат в плоскости параллельной плоскости проводящего экрана и образуют между собой угол меньше 180°, полосковый проводник, соединяющий между собой входной и выходной проводящие полосковые проводники, выполнен в виде сектора кольца с удаленным сегментом, причем упомянутый сектор кольца имеет то же поперечное сечение, что и входной и выходной полосковые проводники, а его осевая линия является дугой окружности, сопрягающей осевые линии входного и выходного полосковых проводников. Полосковая линия может быть симметричной или микрополосковой. Форма поперечного сечения полосковых проводников может быть прямоугольной или круглой.The utility model relates to microwave technology, to devices based on a strip transmission line in particular, and can be used in radio engineering, radio communications, radar, television. Using the utility model allows to obtain a low reflection coefficient with small bending radii of the strip line. This is achieved by the fact that in the rotation of the strip line containing at least one flat conductive screen, the input and output conductive strip conductors, the axes of which lie in the plane parallel to the plane of the conductive screen and form an angle of less than 180 °, a strip conductor connecting the input and the output conductive strip conductors, made in the form of a sector of the ring with a remote segment, and the said sector of the ring has the same cross section as the input and output strip conductors, and e о The center line is an arc of a circle that mates the center lines of the input and output strip conductors. The strip line may be symmetrical or microstrip. The cross-sectional shape of the strip conductors may be rectangular or round.

Description

Полезная модель относится к технике СВЧ, к устройствам на основе полосковой линии передачи в частности, и может быть использована в радиотехнике, радиосвязи, радиолокации, телевидении, в частности, в многоканальных многопозиционных распределительных системах (MMDS - multipoint multicanal distribution system).The utility model relates to microwave technology, to devices based on a strip transmission line in particular, and can be used in radio engineering, radio communications, radar, television, in particular, in multi-channel multi-position distribution systems (MMDS - multipoint multicanal distribution system).

Известны повороты полосковой линии передачи [Справочник по расчету и конструированию полосковых СВЧ устройств, под редакцией В.И. Вольмана, М. «Радио и связь», 1982, стр. 107]. Эти повороты содержат один (микрополосковая линия) или два (симметричная полосковая линия) плоских металлических экрана и полосковый проводник, изломом изогнутый под определенным углом. Экраны и полосковый проводник расположены в параллельных плоскостях и обычно разделены диэлектриком, поддерживающим этот проводник в заданном положении. Такой поворот полосковой линии вносит отражения в СВЧ тракт, в который он включен, что приводит к уменьшению К.П.Д., пропускаемой мощности, многократным отражениям сигнала между поворотом полосковой линии и другими неоднородностями тракта, приводящим к искажениям АЧХ и ФЧХ тракта.Known rotations of the strip transmission line [Reference for the calculation and design of strip microwave devices, edited by V.I. Wolman, M. "Radio and communications", 1982, p. 107]. These turns contain one (microstrip line) or two (symmetrical strip line) flat metal screens and a strip conductor, kinked at a certain angle. Screens and a strip conductor are located in parallel planes and are usually separated by a dielectric supporting this conductor in a predetermined position. Such a rotation of the strip line introduces reflections into the microwave path into which it is included, which leads to a decrease in the KPD, transmitted power, multiple reflections of the signal between the rotation of the strip line and other path inhomogeneities, leading to distortions in the frequency response and phase response of the path.

Известны повороты полосковой линии с согласующим зеркалом [там же, стр.108], имеющие малый коэффициент отражения. Однако, они вносят значительный фазовый сдвиг в проходящий сигнал. Это затрудняет выравнивание фазовых длин трактов с различным числом поворотов, что необходимо, например, при создании фазированных антенных решеток. Кроме того, наличие острого угла и очень узкого участка полосковой линии в месте излома снижает пропускаемую мощность поворота.Known rotations of the strip line with a matching mirror [ibid, p. 108], having a low reflection coefficient. However, they introduce a significant phase shift into the transmitted signal. This makes it difficult to align the phase lengths of paths with different numbers of turns, which is necessary, for example, when creating phased antenna arrays. In addition, the presence of an acute angle and a very narrow section of the strip line at the break point reduces the transmit power of the turn.

Наиболее близким аналогом (прототипом) патентуемого устройства является радиусный (плавный) поворот полосковой линии [Д.М.Сазонов, А.Н.Гридин, Б.А.Мишустин, Устройства СВЧ, М., «Высшая школа», 1981, стр.233]. При большом радиусе The closest analogue (prototype) of the patented device is the radial (smooth) rotation of the strip line [D.M. Sazonov, A.N. Gridin, B.A. Mishustin, Microwave Devices, M., Higher School, 1981, p. 233]. With a large radius

изгиба такой поворот имеет малый коэффициент отражения, то есть является согласованным, и вносит фазовый сдвиг в соответствии с электрической длиной осевой линии поворота. Поперечное сечение полосковой линии такого поворота постоянно, что обеспечивает пропускание практически той же мощности, что и для регулярной полосковой линии. Однако, при малых радиусах изгиба коэффициент отражения от радиусного поворота существенно увеличивается.bending such a rotation has a small reflection coefficient, that is, it is consistent, and introduces a phase shift in accordance with the electric length of the axial line of rotation. The cross section of the strip line of this rotation is constant, which ensures transmission of almost the same power as for a regular strip line. However, with small bending radii, the reflection coefficient from the radial rotation increases significantly.

Предлагаемое техническое решение направлено на получение низкого коэффициента отражения при малых радиусах изгиба полосковой линии.The proposed technical solution is aimed at obtaining a low reflection coefficient with small bending radii of the strip line.

Эта цель достигается тем, что в повороте полосковой линии, содержащем как минимум один плоский проводящий экран, входной и выходной проводящие полосковые проводники, оси которых лежат в плоскости параллельной плоскости проводящего экрана и образуют между собой угол меньше 180°, полосковый проводник, соединяющий между собой входной и выходной проводящие полосковые проводники, выполнен в виде сектора кольца с удаленным сегментом, причем упомянутый сектор кольца имеет то же поперечное сечение, что и входной и выходной полосковые проводники, а его осевая линия является дугой окружности, сопрягающей осевые линии входного и выходного полосковых проводников.This goal is achieved by the fact that in the rotation of the strip line containing at least one flat conductive screen, the input and output conductive strip conductors, the axes of which lie in the plane parallel to the plane of the conductive screen and form an angle of less than 180 ° to each other, a strip conductor connecting input and output conductive strip conductors, made in the form of a sector of the ring with a remote segment, and the said sector of the ring has the same cross-section as the input and output strip conductors , and its center line is an arc of a circle that mates the center lines of the input and output strip conductors.

Полезную модель иллюстрирует чертеж согласованного поворота полосковой линии (фиг.1) и графики частотных зависимостей коэффициента стоячей волны (КСВ) поворотов полосковой линии (фиг.2).A useful model is illustrated by a drawing of a consistent rotation of a strip line (FIG. 1) and graphs of the frequency dependences of the standing wave coefficient (SWR) of rotations of a strip line (FIG. 2).

Согласованный поворот полосковой линии состоит из плоских проводящих экранов 1 и 2, расположенных между ними диэлектрических слоев 3, расположенных между ними входного полоскового проводника 4, выходного полоскового проводника 5 и полоскового проводника 6, соединяющего между собой упомянутые входной 4 и выходной 5 полосковые проводники, выполненного в виде сектора кольца с удаленным сегментом. Наличие второго проводящего экрана 2 не является обязательным -The agreed rotation of the strip line consists of flat conductive screens 1 and 2, the dielectric layers 3 located between them, the input strip conductor 4 located between them, the output strip conductor 5 and the strip conductor 6 connecting the input 4 and output 5 strip conductors, made as a sector of a ring with a deleted segment. The presence of a second conductive screen 2 is optional -

несимметричная или микрополосковая линия передачи. В качестве диэлектрических слоев может также использоваться воздух или вакуум.unbalanced or microstrip transmission line. Air or vacuum can also be used as dielectric layers.

Согласованный поворот полосковой линии работает следующим образом. СВЧ сигнал поступает на входной полосковый проводник 4, распространяется между проводящими экранами 1 и 2 в диэлектрических слоях 3 в направлении выходного полоскового проводника 5 через полосковый проводник 6, выполненный в виде сектора кольца с удаленным сегментом, причем упомянутый сектор кольца имеет то же поперечное сечение, что и входной и выходной полосковый проводники, а его осевая линия является дугой окружности, сопрягающей осевые линии входного и выходного полосковых проводников. За счет этого происходит взаимная компенсация отражений от различных участков полоскового проводника 6 и его стыков с входным 4 и выходным 5 полосковыми проводниками, что и обеспечивает малый коэффициент отражения от полоскового поворота.The agreed rotation of the strip line works as follows. The microwave signal enters the input strip conductor 4, propagates between the conductive shields 1 and 2 in the dielectric layers 3 in the direction of the output strip conductor 5 through the strip conductor 6, made in the form of a sector of the ring with a remote segment, and the said sector of the ring has the same cross section, both the input and output strip conductors, and its axial line is an arc of a circle that mates the axial lines of the input and output strip conductors. Due to this, mutual compensation of reflections from different sections of the strip conductor 6 and its joints with the input 4 and output 5 strip conductors occurs, which ensures a small reflection coefficient from the strip rotation.

Конкретные значения размеров b, w, R, t, d выбираются исходя из требований, предъявляемых к применяемой полосковой линии передачи, диапазона частот, угла поворота и т.д.Specific values of sizes b, w, R, t, d are selected based on the requirements for the applied strip transmission line, frequency range, angle of rotation, etc.

Так, на фиг.2 приведена частотная зависимость коэффициента стоячей волны согласованного поворота полосковой линии (полученная методом электродинамического моделирования) на угол 90° с радиусом поворота по осевой линии R=15 мм при ширине полоскового проводника w=13,5 мм, толщине t=35 мкм, базе b=10 мм, диэлектрической проницаемости заполнения е=1,08 и высоте удаленного сегмента d=1,3 мм (сплошная кривая). Для сравнения на той же фиг.2 приведена частотная зависимость коэффициента стоячей волны радиусного поворота с тем же радиусом по осевой линии R=15 мм (сплошная кривая). Как видно, КСВ радиусного поворота на частоте 4 ГГц равен 1,135 (коэффициент отражения 0,119), что является недопустимо большой величиной для ряда применений. КСВ согласованного поворота в соответствии с настоящим техническим So, figure 2 shows the frequency dependence of the coefficient of the standing wave of the agreed rotation of the strip line (obtained by the method of electrodynamic modeling) at an angle of 90 ° with a radius of rotation along the axial line of R = 15 mm with the width of the strip conductor w = 13.5 mm, thickness t = 35 μm, base b = 10 mm, dielectric constant of the filling e = 1.08 and the height of the removed segment d = 1.3 mm (solid curve). For comparison, the same figure 2 shows the frequency dependence of the standing wave coefficient of the radius of rotation with the same radius along the axial line R = 15 mm (solid curve). As can be seen, the SWR of a radius turn at a frequency of 4 GHz is 1.135 (reflection coefficient 0.119), which is an unacceptably large value for a number of applications. SWR agreed rotation in accordance with this technical

решением в диапазоне частот от 2 до 4 ГГц не превышает величины 1,017 (коэффициент отражения 0,0084). Для многих применений такой поворот может считаться практически неотражающим или согласованным. При этом фазовый сдвиг, вносимый поворотом в проходящий сигнал, незначительно (не более, чем на 1°) отличается от фазового сдвига, вносимого радиусным поворотом. Снижение площади поперечного сечения линии передачи также незначительно.a solution in the frequency range from 2 to 4 GHz does not exceed 1.017 (reflection coefficient 0.0084). For many applications, such a turn can be considered practically non-reflective or consistent. In this case, the phase shift introduced by rotation into the transmitted signal slightly (no more than 1 °) differs from the phase shift introduced by the radius rotation. The reduction in the cross-sectional area of the transmission line is also negligible.

Форма поперечного сечения полоскового проводника не существенна для достижения заявленного эффекта от полезной модели. В частности, вместо проводника прямоугольного поперечного сечения может быть использован проводник круглого поперечного сечения.The cross-sectional shape of the strip conductor is not essential to achieve the claimed effect of the utility model. In particular, instead of a conductor of rectangular cross section, a conductor of circular cross section can be used.

Claims

A coordinated rotation of the strip line containing at least one flat conductive screen and input and output conductive strip conductors, the axes of which lie in a plane parallel to the plane of the conductive screen and form an angle of less than 180 ° with each other, characterized in that the strip conductor connecting the input and output conductive strip conductors, made in the form of a sector of the ring with a remote segment, and the said sector of the ring has the same cross section as the input and output strip wire headers, and its center line is an arc of a circle that mates the center lines of the input and output strip conductors.