МИКРОПОЛОСКОВАЯ НАГРУЗКА

Полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована как оконечная нагрузка в схемах на основе микрополосковых линий передачи.
Известна конструкция микрополосковой нагрузки, содержащая заземленную диэлектрическую подложку с микрополосковой линией и заземленным на конце резистивньм элементом, ширина которого уменьшается в направлении от микрополосковой линии к заземляющему контакту (Пат.Франции №2483110, МПК H 01 С 7/00, Н 05 к 1/16, публ.1986 г.). Недостатком данной конструкции является малая допустимая мощность и ухудшение согласования из-за уменьшения ширины резистивного элемента в направлении распространения СВЧ волны.
Наиболее близкой к заявляемой является конструкция микрополосковой нагрузки, содержащая заземленную диэлектрическую подложку с микрополосковой линией и заземленньм на конце резистивньм элементом прямоугольной формы, являющимся продолжением микрополоска, т.е. ширина резистивного элемента равна ширине полоска (Малорацкий А.Г. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ. - М.: Сов.радио, 1976.- с.60-61, рис.1-37).
Недостатком данной конструкции является неравномерность удельной рассеиваемой мощности по длине резистивного элемента, что приводит к снижению допустимой мощности микрополосковой нагрузки.
Технический результат заявляемой полезной модели - повышение допустимой мощности.
Технический результат достигается тем, что в микрополосковой согласованной нагрузке, содержащей заземленную диэлектрическую подложку с
микрополосковой линией и заземленным на конце резистивньм элементом прямоугольной формы, являющимся продолжением микрополоска, резистивный элемент содержит (2k+1) симметрично расположенных щелей постоянной ширины λ, ориентированных в направлении распространения СВЧ волны и имеющих начало на конце резистивного элемента, причем длина центральной щели выбирается равной (l-λ), где l- длина резистивного элемента, а длину каждой последующей щели (к определяют из соотношения:
где W - ширина резистивной элемента и микрополосковой линии;
А - затухание, вносимое резистивньм элементом при однократном прохождении СВЧ волны;
k - порядковый номер щели, следующей за центральной (k изменяется от 1
max
ДО k<(W/2λ)·[l-exp(-2A)]+0,5).
Конструкция заявляемой микрополосковой нагрузки представлена на фиг. Микрополосковая нагрузка содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой выполнено заземляющее основание 2, а на другой стороне размещены микрополосковая линия 3 и тонкопленочный резистор 4 прямоугольной формы, который одним концом подключен к микрополосковой линии 3, а другим, через контактную площадку 6 - к заземляющему основанию; при этом ширина тонкопленочного резистора 4 равна ширине микрополосковой линии 3. В теле тонкопленочного резистора 4 выполнены щели постоянной ширины 5.
В заявляемом устройстве за счет наличия щелей заданной конфигурации в резистивном элементе увеличивается погонное сопротивление в направлении распространения СВЧ волны, что обеспечивает выравнивание удельной рассеиваемой мощности по площади резистивного элемента, в результате чего
повышается эффективность теплоотвода в подложку и, следовательно, повышается допустимая мощность микрополосковой нагрузки при тех же размерах. Для обеспечения постоянства удельной рассеиваемой мощности по длине резистивного элемента необходимо, чтобы погонное сопротивление Ro(x) резистора прямоугольной формы возрастало в направлении распространения СВЧ волны в соответствии с выражением:
0
т.к. в каждом сечении х удельная СВЧ мощность R(х) уменьшается в направлении распространения по экспоненциальному закону ( в случае сплошного резистора постоянной ширины). Требуемое изменение погонного сопротивления обеспечивает уменьшение эффективного сопротивления резистивного элемента за счет наличия в теле резистора щелей постоянной ширины λ, ориентированных в направлении распространения СВЧ волны и имеющих начало на конце резистивного элемента, причем длина центральной щели выбирается равной (l-λ), где Ч ~ длина резистивного элемента, а длину каждой последующей щели определяют из соотношения:
где W - ширина резистивной элемента и микрополосковой линии;
А - затухание, вносимое резистивным элементом при однократном прохождении СВЧ волны;
k - порядковый номер щели, следующей за центральной (k изменяется от 1
До kmax≤(W/2λ)·[l-exp(-2A)]+0,5).
Микрополосковая нагрузка работает следующим образом. СВЧ мощность, поступающая на микрополосковую линию 3, рассеивается в тонкопленочном резисторе 4, содержащем щели постоянной ширины 5. Параметры резистора (W, l,
s
к
R) и щелей (l,λ, k) выбраны, исходя из обеспечения одновременного выполнения условий согласования и рассеивания СВЧ мощности по длине тонкопленочного резистора, близкого к равномерному.
sl
Из условия согласования определяем величину удельного поверхностного сопротивления R элемента со щелями, которое равно 12,14 Ом/###U127. В качестве исходного материала используется пленка тантала с удельным поверхностным сопротивлением 10 om/###U127, которая при изготовлении резистора подвергается анодной обработке для получения заданного номинала. Выполнение щелей может осуществляться как одновременно с формированием конфигурации резистивного элемента, так и лазерной обработкой (при одновременной подстройке) прямоугольного резистивного элемента.
Технологический процесс изготовления заявляемой микрополосковой нагрузки не отличается от типового как по содержанию, так и по последовательности выполняемых операций.