СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫЙ МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
ULTRA-WIDEBAND MICROSTRIP POWER DIVIDER

Область применения
Изобретение может быть использовано в области радиолокации, радионавигации, связи, антенно-фидерных системах и измерительной техники для равнозначного разделения мощности СВЧ сигнала с одновременным обеспечением высокого уровня изоляции между выходными портами.
Уровень техники
Известен полосковый делитель мощности [патент RU №2392702, 10.11.2009], который состоит из двух выходных линий передачи, каждая из который соединена с входной линией передачи, и по крайне мере один резистор, включенный между выходными линиями передачи на некотором расстоянии от точки разветвления, отличающийся тем, что рядом с резистором и параллельно ему дополнительно расположена проводящая полоска, концы которой находятся напротив проводников выходных линий передачи и имеют с ними емкостную связь.
Известен также делитель мощности [патент RU №2334312, 20.09.2008], выбранный за прототип, который содержит прямоугольный металлический корпус, три разъема, металлическую рамку, закрепленную в полости корпуса и имеющую четыре диэлектрические накладки и три диэлектрические втулки, металлическую базу, поликоровую плату с нанесенным на одной стороне топологическим рисунком делителя мощности, четыре резистора. Внутренняя полость корпуса разделена ступенькой на две части, нижняя часть имеет ширину и длину, равные ширине и длине металлической рамки.
Недостатками данных устройств является небольшой диапазон рабочих частот.
Сущность изобретения
Техническим результатом предложенного решения является расширение диапазона рабочих частот делителя мощности в сторону СВЧ.
Технический результат достигается тем, что:
- сверхширокополосный микрополосковый делитель мощности содержит прямоугольный металлический корпус и крышку, образующие полость;
- поликоровая плата с нанесенным на одной стороне топологическим рисунком делителя мощности содержит входное плечо и два выходных плеча;
- входное плечо топологического рисунка делителя мощности соединено с входами первой пары отрезков микрополосковых линий через резистивно-емкостной входной разделитель, представляющий из себя две пары резисторов и два участка связанных линий, включенных параллельно между собой и последовательно и попарно - с входом первой пары отрезков микрополосковых линий;
- выходные плечи, выполненные в виде радиальных поворотов, соединены с выходами шестой пары отрезков микрополосковых линий;
- введены две поликоровые платы с топологическим рисунком подводящих линий;
- поликоровые платы закреплены на дне полости корпуса;
- развязывающие резисторы присоединены к выходам каждой пары отрезков микрополосковых линий;
- внутренний проводник входного коаксиального разъема соединен с входным плечом топологического рисунка делителя мощности через внутренний проводник гермоввода при помощи пайки;
- выходные плечи топологического рисунка делителя мощности при помощи разварочной фольги соединены с топологическим рисунком подводящих линий, которые через внутренний проводник гермоввода соединены с внутренним проводником выходных коаксиальных разъемов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен внешний вид предлагаемого делителя мощности, на фиг. 2 показан продольный разрез Α-A устройства. На фиг. 3 показано расположение поликоровых плат, на фиг. 4 - разрез Б-Б. На фиг. 5 показан внешний вид поликоровой платы с нанесенным на ее поверхность микрополосковым топологическим рисунком, на фиг. 6 и фиг. 7 показаны элементы топологии резистивно-емкостного входного разделителя.
На фиг. 1-7 обозначено:
1 - металлический корпус;
2 - крышка;
3 - входной коаксиальный разъем;
4, 5 - выходные коаксиальные разъемы;
6 - крепежные винты;
7 - отверстия для установки гермоввода;
8 - токопроводящая прокладка;
9 - поликоровая плата с топологическим рисунком делителя мощности;
10 - гермоввод;
11 - резьбовое соединение;
12 - слой токопроводящего клея;
13 - поликоровая плата с топологическим рисунком подводящих линий;
14 - разварочная фольга;
15 - развязывающие резисторы;
16 - отрезки микрополосковых линий;
17 - выходные плечи;
18 - резистивно-емкостной входной разделитель;
19 - входное плечо;
20 - два отрезка линий, связанных электромагнитно;
21 - две пары резисторов, входящих в состав резистивно-емкостного входного разделителя;
22 - межкаскадные согласующие отрезки линий.
Осуществление изобретения
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
Делитель мощности содержит металлический корпус 1 с крышкой 2, покрытый олово-висмутом в виде параллелепипеда с внутренней полостью Т-образной формы (фиг. 3). На торцевой поверхности корпуса 1 закреплен входной коаксиальный разъем 3, а на его противоположных боковых поверхностях два выходных коаксиальных разъема 4, 5, которые выполнены в виде коаксиальных СВЧ-разъемов с сечением 1,85/0,8 и волновым сопротивлением 50 Ом. На дне внутренней полости корпуса 1 закреплены токопроводящим клеем поликоровые платы 13 и 9. Крышка 2 соединена с корпусом 1 винтами 6 и токопроводящей прокладкой 8, обеспечивающей электромагнитную герметичность на сторонах противоположных сторонам с топологическим рисунком. Поликоровые платы 9 и 13 прямоугольной формой выполнены с одинаковой толщиной и с одной стороны покрыты слоем металлизации, а с другой стороны нанесен топологический рисунок. На поликоровых платах 13 нанесен рисунок пятидесятиомной подводящей линии, а на поликоровой плате 9 нанесен топологический рисунок делителя мощности. Выходные плечи 17 топологического рисунка делителя мощности, выполненные в виде радиальных поворотов, соединены с внутренними проводниками соответствующих коаксиальных разъемов через внутренние проводники гермовводов 10 при помощи пайки. Входное плечо 19 соединено с входом резистивно-емкостного разделителя 18, состоящего из двух пар резисторов 21 и двух отрезков линий 20, связанных электромагнитно, включенных параллельно между собой и последовательно с входом первой пары отрезков микрополосковых линий 16. Шесть пар четвертьволновых отрезков микрополосковых линий 16, имеющих волновые сопротивления Z=93 Ом, Z=85 Ом, Z=75 Ом, Z=66 Ом, Z=59 Ом, Z=54 Ом, соединены между собой последовательно через межкаскадные согласующие отрезки линий 22. Шесть развязывающих резисторов 15 (R=92 Ом, R=120 Ом, R=200 Ом, R=314 Ом, R=250 Ом, R=695 Ом) соединены с центрами боковых сторон межкаскадных согласующих отрезков линий 22. Два выходных плеча 17 соединены с выходами шестой пары четвертьволновых отрезков микрополосковых линий 16.
Внешний проводник коаксиальных разъемов 3, 4 и 5 соединен с корпусом 1 при помощи резьбового соединения 11. Внутренний проводник входного коаксиального разъема 3 соединен с входным плечом 19 топологического рисунка делителя мощности при помощи внутреннего проводника гермоввода 10, который крепится в корпусе 1 через установочные отверстия 7. Внутренние проводники выходных коаксиальных разъемов 4 и 5 через внутренние проводники гермовводов 10 соединены с выходными концами топологического рисунка подводящих линий 13, которые в свою очередь соединены при помощи разварочной фольги 14 с радиальными выходными плечами 17 топологического рисунка делителя мощности.
Заявляемый сверхширокополосный микрополосковый делитель мощности обеспечивает рабочий диапазон частот от 8 до 67 ГГц с развязкой между выходами делителя 20 дБ.
Экспериментально были получены следующие частотные зависимости:
- развязка - 20 дБ в диапазоне частот 8-67 ГГц;
- потери на проход в худшей точке не превышает -7,5 дБ;
- возвратные потери в диапазоне частот от 8 до 50 ГГц не более -18 дБ, в диапазоне частот 50-67 ГГц не более -10 дБ.