ТРЕХСТУПЕНЧАТЫЙ НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ

Полезная модель относится к радиоэлектронной аппаратуре, а именно к устройствам микрополосковых распределителей мощности СВЧ.
В настоящее время известно довольно большое разнообразие направленных ответвителей (НО) в микрополосковом исполнении. Например, в статье "Делители -сумматоры СВЧ диапазона" авторов А.В. Печурин, А.С. Петров - "Успехи современной радиоэлектронники" №2, 2010, с. 5-41. изд."Радиотехника". В указанной аналитической работе рассмотрено около 50 зарубежных и отечественных разработок в этой области. Однако основными недостатками предложенных технических решений можно считать повышенную сложность технологии изготовления.
По набору требуемых параметров (сильная связь, диапазон частот) аналогом предлагаемой полезной модели может служить патент на изобретение №2484557, МПК - Н01Р 1/213, пуб 10.06.2013 г. авт. Ландсберг И.Л. и Гаврилов Ю.А. "Направленный ответвитель на полосковых линиях". Указанное устройство содержит металлический экран, диэлектрическую плату и две полосковые линии прямого и связанного каналов. Полосковые линии прямого и связанного каналов выполнены подвешенными, прямой канал выполнен в виде металлической прямоугольной рамки с прямоугольным окном, с входным выводом на одном конце и выходным выводом на другом. Связанный канал состоит из металлической полоски, двух одинаковых металлических перемычек и двух выводов - не развязанного и развязанного, металлическая полоска расположена внутри окна рамки с одинаковыми зазорами между ее боковыми сторонами и боковыми сторонами окна и большими одинаковыми зазорами между торцами полоски и торцами окна. К одному концу полоски присоединен один конец одной перемычки перпендикулярно продольной оси полоски, а к другому концу этой перемычки перпендикулярно продольной оси полоски присоединен не развязанный вывод связанного канала, причем к другому концу полоски присоединен перпендикулярно ее продольной оси один конец другой перемычки, к другому концу которой присоединен развязанный вывод связанного канала, кроме того выводы каналов имеют форму прямоугольника. Описанное устройство имеет связь 3 дБ в диапазоне частот выше 10 ГГц, но имеет довольно большую сложность в изготовлении.
Наиболее близким по конфигурации и простоте изготовления прототипом предлагаемой полезной модели можно считать патент на изобретение РФ №2246781, МПК - Н01Р 5/18, пуб. 20.02.2005 г. авт. А.П. Креницкий, В.П. Мещанов, Л.В. Шикова, А.В. Сыромятников "Малогабаритный трехступенчатый направленный ответвитель". Основным достоинством этого НО является обеспечение разности фаз на его выходах в 90° при малых габаритах, актуальных для длинноволнового диапазона СВЧ. Однако для коротковолнового диапазона (скажем для X диапазона) такое решение, требующее общую длину трех ступеней L≤λср/8 оказывается практически не реализуемой для λср≤3 см.
Одноступенчатый НО на связанных линиях в этом диапазоне обеспечивает сдвиг фаз в 180°, но обеспечить сильную связь порядка 3дБ при этом очень сложно. Однако два НО на связанных линиях, одинаковых по величине связи и длине λср/4, соединенных определенным образом не связанной линией передачи, позволяет обеспечить как сдвиг фаз в 90°, так и суммарную сильную связь порядка 3 дБ. Это обеспечивается тем, что одна из сторон не связанной линии передачи, связывает эти два НО и является линейным продолжением одной из сторон двух связанных линий передачи, а другая имеет длину L, исходя из условия: λср/4≤L≤ λср/2.
Схематично предложенный трехступенчатый направленный ответвитель представлен на на фиг. 1, а его топология сверху подложки изображена на фиг. 2. При этом на фиг. 1 входом устройства являются клеммы 1-2, а выходом - клеммы 3 -4. Аналогичные обозначения на фиг. 2, где, кроме того, длины связанных линий показаны как λ/4. Подчеркнем, что конкретной длиной L добиваются разности фаз между выходами 3 и 4, равной 90°, а величиной связи в двух одинаковых НО (в реальном устройстве равном 8,34 дБ) добиваются общей связи устройства порядка 3 дБ.
Предложенная полезная модель реализована на стадии ОКР в усилителе мощности СВЧ типа «УМХ 9,6-400» и показала при испытаниях стабильные и положительные результаты. А конкретно в требуемой полосе частот диапазона Х(примерно 5%) получены образцы трехступенчатых направленных ответвителей со следующими параметрами: величина связи - 3+-0,3 дБ, разность фаз между выходами -- 90°+-15°, развязка - не менее 15 дБ и КСВН - не более 1,4.