ГИБРИДНОЕ КОЛЬЦО

Полезная модель относится к радиотехническим устройствам и может быть использована в телеметрических антенно-фидерных трактах.
0
Известно гибридное кольцо, описанное в книге М.Г. Малорацкий и Л.Р. Явич Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях М, «Советское радио», 1972 г., с. 154. Данное кольцо относится к типу синфазно-противофазных мостовых устройств. Гибридное кольцо (см. рис. 4.15) представляет собой кольцевую линию размером полторы длины волны (3λ/2) с четырьмя входами. Расстояние между 1 и 2, 1 и 3, 2 и 4 входами, составляет четверть длины волны (1/4λ), а между 3 и 4 входами составляет три четверти длины волны (3/4λ). Волновое сопротивление присоединяемых к кольцу линий Z, а волновое сопротивление плеч кольцевой линии - .
Недостатком данного гибридного кольца являются большие габариты, затрудняющие его применение в нижней части СВЧ диапазона на частотах 100-200 МГц.
Известно также укороченное гибридное кольцо размером в одну длину волны с фазовращателем на 180° (на половину длины волны), описанное в той же книге на с. 173-174. Гибридное кольцо реализуется с помощью комбинации четырех четвертьволновых отрезков симметричной и несимметричной линий. Одна половина кольца выполнена на несимметричной полосковой линии, а вторая его половина - на симметричной полосковой линии (рис. 4.21). Фазовращатель выполнен внутри симметричной полосковой линии. Конструкция фазовращателя показана на рис. 4.22, а его электрическая схема представлена на рис. 4.23. При этом последовательно включенная емкость фазовращателя реализована в виде фигурной прорези в полоске, а индуктивности реализованы в виде металлических штырей, соединяющих параллельные полоски. В конструкции кольца применяется одна общая заземленная плата, на которой вырезана часть двухпроводной линии и согласующие переходы от двухпроводной к несимметричной линии.
Недостатком данного гибридного кольца является сложность его конструкции, а также невозможность исполнения указанного фазовращателя в низкочастотной части СВЧ диапазона на частотах 100-200 МГц из-за больших габаритов.
Сложность конструкции заключается в реализации фазовращателя на 180° путем комбинации отрезков симметричной и несимметричной полосковых линий, а также изготовление точной фигурной прорези и металлических штырей, соединяющих параллельные полоски, расположенные на противоположных поверхностях платы. Здесь применяется общая заземленная проводящая плата, на которой вырезана часть двухпроводной линии и согласующие переходы от двухпроводной к несимметричной полосковой линии. Все это требует точного изготовления топологии. Используется данное гибридное кольцо только в высокочастотной части СВЧ диапазона 1000 МГц и более. Именно здесь можно реализовать необходимые номиналы емкостей и индуктивностей фазовращателя с помощью прорезей и штырей. В нижней части СВЧ диапазона 100-200 МГц это сделать затруднительно так как габариты емкостей и индуктивностей должны быть увеличены на порядок.
Данное гибридное кольцо выбрано в качестве прототипа.
Задачей полезной модели является уменьшение габаритов конструкции гибридного кольца на частотах 100-200 МГц и упрощение его конструкции.
Поставленная задача решается тем, что предложенная полезная модель выполнена расчлененной в виде комбинации из одной микрополосковой платы и стандартного радиочастотного кабеля. Это позволяет выполнить конструкцию гибридного кольца на плате с малыми габаритами, а фазовращатель выполнить в виде стандартного радиочастотного кабеля.
Линии передачи размещены на плате в виде меандра, а фазовращатель выполнен в виде стандартного радиочастотного кабеля с волновым сопротивлением равным сопротивлению подводящих линий и длиной равной половине рабочей длины волны гибридного кольца, при этом конец одного из отрезков линий передачи не соединен напрямую со своим входом, а соединен с ним через фазовращатель. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично изображена полезная модель. На чертеже обозначено: 1 - микрополосовая плата; 2, 3, 4, 5 - выходы (входы) схемы гибридного кольца (радиочастотные соединители); 6, 7, 8, 9 - микрополосковые отрезки линии четвертьволновой длины между выходами кольца; 10 - стандартный радиочастотный кабель длиной равной половине длины волны, на которой работает гибридное кольцо; 11-12 - радиочастотные соединители.
Выполнение на одной микрополосковой плате гибридного кольца и устранение сложного фазовращателя, выполненного на двух платах, значительно упрощает конструкцию. А выполнение гибридного кольца в виде меандра на порядок сокращает его габариты. При этом фазовращатель в виде радиочастотного кабеля не только упрощает конструкцию прибора, но упрощает его изготовление.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение габаритов конструкции гибридного кольца в низкочастотной части СВЧ диапазона и упрощение его конструкции.