ФИКСИРОВАННЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ СВЧ

Фиксированный фазовращатель СВЧ
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве базового элемента при создании различньи устройств СВЧ.
Дифференциальные (фиксированные) фазовращатели состоят из компенсирующего и фазосдвигающего каналов. В большинстве случаев компенсирующий канал представляет собой отрезок однородной одиночной линии передачи. В известных структурах дифференциальных фазовращателей фазосдвигающий канал образуется на основе либо одиночных, либо связанных линий передачи. Наибольщее распространение получили дифференциальные фазовращатели, в которых фазосдвигающий канал представляет собой всепропускающую цепочку на основе связанных линий передачи. Основное их достоинство заключается в том, что теоретически они пропускают все сигналы без отражения. Однако такие фазовращатели сложны в изготовлении, в особенности при использовании и реализации полосковых и микрополосковых линий.
Фазовращатели с фазосдвигающим каналом на одиночных линиях передачи проще в реализации, но они являются отражающими. Уменьщение коэффициента стоячей волны напряжения Kcmu max входа фазосдвигающего канала на одиночных линиях передачи приводит к росту отклонения Л(р от номинального значения о разности фаз сигналов на выходах компенсирующего и фазосдвигающего каналов. Поэтому при поиске их параметров находится компромисс между отклонением Л(р и KcmV maxИзвестен дифференциальный фазовращатель СВЧ на одиночной линии передачи, фазосдвигающий канал которого содержит комбинацию полуволнового отрезка линии передачи и двух щлейфов - разомкнутого и короткозамкнутого, расположенных поперек полуволнового отрезка линии передачи. Длины шлейфов равны /1с;/8, где Я - длина волны в линии на средней частоте рабочего диапазона. (Microwave & RF. - 1979. - №12. р.167-168).
Основным достоинством этого фазовращателя является простота изготовления. В октавной полосе частот для  они имеют /C;mamax 1.15 и Л(ряЗ.°. Недостатком этого фазовращателя является относительно большая величина отклонения разности фаз от номинального значения , не всегда приемлемая для решения практических задач.
Известны также широкополосные дифференциальные фазовращатели СВЧ на основе Т- и П-образных соединений, реализуемых на одиночных линиях передачи различных типов: симметричных и несимметричных, полосковых, копланарных и щелевых. Их фазосдвигающие каналы образованы из полуволнового отрезка одиночной
МПКН01Р 1/18
линии передачи и четвертьволновых шлейфов. (Радиотехника и электроника. - 1988. Т.ЗЗ.-В.1.-С.63-69).
Фазочастотные характеристики таких фачопращптслсй улучпюим по орлшюпиш с предыдущим решением. Но при этом максимальное чпачснис ко- ффицнсига огоячой волны напряжения Kc;,iu max входа фазосдвигающсго канала сгало GOJH.HIC. Ьилыиам
величина KcmU max ЯВЛЯСТСЯ ИХ НСДОСТа1КОМ.
Наиболее близким к нредлагаемому является диффереиципльиый фачоиращагсли СВЧ, фазосдвигающий канал которого образован из полуполпопого отречкп од| почпо{ линии передачи и включенным посередине ее короткозамкнуплм шлейфом, образующим Т-образное соединение. (См.: Радиотехника и электроника. - 1988. - т.ЗЗ. - в.1. - С.65.)
Фазочастотные характеристики этого фазовращателя и максимальное значение коэффициента стоячей волны напряжения Кс,„и max входа фазосдвигаюн1его канала совпадают с предыдущим решением. Большая величина Kcmu max является их недостатком.
Задачей предлагаемого решения является более точное обеспечение постоянного сдвига фаз ( уменьшение Аф) в широкой полосе частот при уменьшении /CrmWnax входа фазосдвигающего канала.
Поставленная задача решается тем, что в фиксированном фазовращателе СВЧ, содержащем фазосдвигающий канал на одиночной линии передачи со шлейфом, компенсирующую линию и подводящие линии, согласно решению, одиночнгш линия передачи выполнена в виде симметричного каскадного включения нечетного числа п отрезков однородных линий передачи, длины которых равны , длина центрального отрезка равна 1ср/2, волновые сопротивления подводящих линий ро и отрезков однородных линий передачи , р2, р л+/у2-связаны соотношением:
где ЯСР - длина волны линии передачи на средней частоте рабочего диапазона фазовращателя.
Полезная модель поясняется чертежами, где на Фиг.1 приведено схематическое изображение предлагаемого фазовращателя, на фиг. 2 приведена частотная зависимость разности фаз сигналов на выходах предлагаемого 90° фазовращателя в октавной полосе частот, на фиг.З - частотная зависимость модуля коэффициента отражения от входа предлагаемого фазовращателя в октавной полосе частот,
Р2.-    P()fl ,
3- компенсирующая линия;
4- первый вход (вход фазосдвигаютиего качала);
5- первый выход;
6- второй вход;
7- второй выход
8- подподящис липни.
Фазовращастсль состоит из фазоиращающсго каишш 1 на одиночной JHHIHH передачи со шлейфом 2 и компенсирующей линии 3. Одииочпая линия иерсдами представляет собой симметричное каскадное включение нечетного числа огрсчкоп однородных линий передачи длиной Яс,,/4 с волновыми сопротивлениями /7/, д. /э,, дJппla центрального отрезка равна Яср/2. Волновые сопротивления связаны COOTHOUICHHCM pi Р2 РЗ- Шлейф 2 с волновым сопротивлением р,„ включен в середине центрального отрезка. Начало первого отрезка с волновым сопротивлением /з/ является входом фазосдвигающего канала и первым входом 4 фазовращателя. Конец второго отрезка с волновым сопротивлением р/ является первым выходом 5 фазовращателя. Компенсирующая линия 3 представляет собой отрезок однородной одиночной линии передачи длиной 1комп- Начало его является вторым входом 6, а конец - вторым выходом 7 фазовращателя.
Предлагаемый дифференциальный фазовращатель работает следующим образом: в рабочей полосе частот при подаче на входы 4, 6 одинаковых по амплитуде и фазе СВЧ сигналов за счет подобранных значений длины компенсирующей линии 1комп и волновых сопротивлений отрезков и щлейфа на входе 4 и на выходах 5 и 7 будут сигналы, удовлетворяющие заданным требованиям к KcmVmw. входа фазосдвигающего канала 4 и к величине максимального отклонения разности между фазами сигналов на выходах 5 и 7 от номинального значения. Благодаря выявленной закономерности распределения волновых сопротивлений линии передачи фазосдвигающего канала, предлагаемый дифференциальный фазовращатель по сравнению с прототипом в одной и той же рабочей полосе частот имеет меньщие значения Kcmu max входа 4 и меньщие максимальные отклонения разности фаз сигналов на выходах 5 и 7 от номинального значения. Например, в октавной рабочей полосе частот при номинальном значении фазового сдвига 90° максимальное отклонение от 90° разности фаз сигналов на выходах 5 и 7 и Kcmu max входа 4 равны соответственно: 1.39° и 1.17 - для прототипа, 0.94° и 1.03 для предлагаемого фазовращателя (фиг. 2, 3).