КВАДРАТУРНЫЙ ПОЛОСКОВЫЙ НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к области техники СВЧ и может быть использовано в широкополосных системах радиосвязи, телекоммуникации, радиолокации и измерительных системах.
Известен направленный ответвитель (НО), описанный в [1]. Данный НО содержит одну область электромагнитной связи, образованную токонесущими проводниками с постоянными погонными параметрами, расположенными друг над другом и разделенными тонким слоем диэлектрика. Конструкция реализована в трех слоях фольгированного диэлектрика. Данный НО имеет переходное затухание 3 дБ, неравномерность коэффициента передачи в диапазоне рабочих частот 0,15 дБ и развязку - 25 дБ, однако коэффициент перекрытия такого НО составляет 1,55.
Известен НО, описанный в [2]. Данный НО реализован в трех диэлектрических слоях многослойной керамической подложки, изготовленной по технологии LTCC. Устройство состоит из двух одинаковых секций, одна часть каждой секции расположена на верхнем слое подложки, а вторая - во внутреннем слое. НО обеспечивает ослабление сигнала в каждом из каналов не более 0,3 дБ и фазовый сдвиг 90° без подключения дополнительных фазовращателей. Однако конструкция НО является достаточно сложной, т.к. каждая из секций НО имеет достаточно сложную топологию и состоит из трех токонесущих проводников. Коэффициент перекрытия НО составляет 2,26.
Известен НО, описанный [3], наиболее близкий по технической сути и выбранный за прототип. Данный ответвитель содержит две электромагнитно связанные линии передачи с плавно изменяющимися погонными параметрами, сформированные на противоположных сторонах тонкого слоя диэлектрика с полным наложением линий в центральной их части. Линии сформированы на противоположных сторонах тонкого слоя диэлектрика, в качестве которого использованы стандартные двухсторонне фольгированные пленки. Представленный НО имеет широкий диапазон рабочих частот (600-6000 МГц). Однако такого рода конструкция восприимчива к влиянию технологических допусков, а также к точности совмещения пленок. Устройство требует дополнительной настройки из-за не идентичности электрических характеристик различных образцов. Предлагаемая полезная модель избавлена от перечисленных выше недостатков.
Задача полезной модели - расширение рабочей полосы частот, уменьшение габаритов, упрощение конструкции устройства.
Поставленная задача достигается тем, что в квадратурном полосковом направленном ответвителе, выполненном на диэлектрической подложке, на верхнем и нижнем основаниях которой нанесены экранные проводники, и содержащий одну область сильной электромагнитной связи, образованную токонесущими проводниками с плавно изменяющимися погонными параметрами, диэлектрическая подложка выполнена трехслойной, при этом токонесущие проводники размещены по обеим сторонам среднего тонкого слоя, входное плечо первичной линии, выходные плечи первичной и вторичной линии и развязанное плечо вторичной линии выполнены в виде отрезков компланарной полосковой линии, расположенных на верхнем основании подложки, причем все плечи соединены с токонесущими проводниками через металлизированные отверстия, в квадратурный полосковый направленный ответвитель дополнительно введены одинаковые выборки, размещенные на верхнем и нижнем основаниях подложки.
Материалом подложки может быть выбрана низкотемпературная керамика. Геометрическая форма каждой выборки подобна форме области сильной электромагнитной связи токонесущих проводников и представляет собой две соединенные между собой основания трапеции.
Достигаемым техническим результатом является снижение КСВН в рабочей полосе частот, уменьшение разброса коэффициента передачи, увеличение развязки.
На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого технического решения, содержащая многослойную диэлектрическую подложку 1, токонесущие проводники 2, экранные проводники 3, выборки 4, первое 5 и второе 6 плечи первичной линии, первое 7 и второе 8 плечи вторичной линии. На фиг.2 представлена амплитудно-частотная характеристика НО, на фиг.3 - частотная зависимость входа / выходов КСВН: сплошной линией представлены измеренные характеристики, пунктирной линией - результаты моделирования.
НО работает следующим образом.
При возбуждении одного из плеч первичной линии (5), образованного одним из токонесущих проводников (2), часть мощности передается в другое плечо этой линии (6), а часть - в одно из плеч вторичной линии (7), образованного вторым токонесущим проводником. При этом во второе плечо вторичной линии (8) мощность не передается, и оно оказывается развязанным относительно возбуждаемого плеча первичной линии (5). Таким образом, при подаче СВЧ-сигнала на вход плеча (5) НО входная мощность распределяется в выходных плечах (6) и (7) с переходным затуханием 3±0,2 дБ, а плечо (8) остается развязанным относительно возбуждаемого плеча (5). Величину связи между каналами можно варьировать, изменяя толщину среднего диэлектрического слоя, т.е. зазор между токонесущими проводниками (2) в области сильной электромагнитной связи, ширину токонесущих проводников (2), а также смещение между токонесущими проводниками (2) в плоскости XY.
Для получения устройства с меньшими габаритами можно использовать средний диэлектрический слой, образующий зазор между токонесущими проводниками (2) в области электромагнитной связи, с диэлектрической проницаемостью, отличной от диэлектрической проницаемости слоев, расположенных между токонесущими (2) и экранными проводниками (3).
Источники информации
1. Патент РФ №2364997, С1, H01Р 5/18, опубл.20.08.2009 г.
2. Патент РФ №2340050, С1, H01Р 5/18, опубл. 27.11.2008 г.
3. Патент РФ №2174729, С2, H01Р 5/18, опубл. 10.10.2001 г.