Коаксиально-полосковый соединитель антенной решетки

 

Использование: высокочастотная интегральная техника и полосковые антенные реР , шетки. Сущность изобретения: коаксиально-полосковый соединитель антенной решетки содержит диэлектрическую плату (ДП) 1, на одной стороне которой расположен металлический экран 2, а на другой - металлический полосковый проводник (МПП) 3 и коаксиальный фидер, продольная ось симметрии которого перпендикулярна ДП 1, при этом внешний проводник 4 коаксиального фидера подключен к металлическому экрану 2, а внутренний 5 через отверстие в ДП 1 к МПП 3. С целью улучшения согласования и уменьшения потерь от;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Q 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694567/09 (22) 22.05,89 (46) 15,06,92. Бюл, % 22 (72) А.А.Яшин, В.В.Кандлин, Л.Н,Плотникова и А,Н.Емельянов (53) 621.396;67(088.) (56) Конструкции СВЧ устройств и экранов

/ Под. ред. А,M.×åðíóøåíêî. М: Радио и связь, 1983, с. 10, рис. 61б. (54) КОАКСИАЛЬНО-ПОЛОСКОВЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ (57) Использование: высокочастотная интегральная техника и полосковые антенные ре„„SU „„1 741 210 A1 шетки. Сущность изобретения: коаксиально-полосковый соединитель антенной решетки содержит диэлектрическую плату (ДП) 1, на одной стороне которой расположен металлический экран 2; а на другой— металлический полосковый проводник (МПП) 3 и коаксиальный фидер, продольная ось симметрии которого перпендикулярна

ДП 1, при этом внешний проводник 4 коаксиального фидера подключен к металлическому экрану 2, а внутренний 5 через отверстие в ДП 1 к МПП 3. С целью улучшения согласования и уменьшения потерь от1741210

Цель достигается тем, что отверстие в диэлектрической плате выполнено диаметром, равным диаметру внешнего проводника коаксиального фидера, через которое внешний проводник коаксиального фидера продолжен до плоскости внешней поверхности диэлектрической платы, введен дополнительный слой диэлектрика, расположенный между внешней поверхностью диэлектрической платы и металлическим полосковым проводником, при этом его центр совпадает с точкой пересечения внутреннего проводника коаксиального фидера с плоскостью внешней поверхности диэлектрической платы, размеры превышают диаметр отверстия в диэлектрической плате, а толщина соизмерима с толщиной металлического полоскового проводника, металлический полосковый проводник выполнен из двух участков; первого, имеющего постоянную ширину и расположенного на внешней поверхности диэлектрической платы, и второго, размещенного на поверхности дополнительного слоя диэлектрика, закон изменения ширины которого обеспечивает плавное изменение волнового сопротивления по тракту передачи

СВЧ-сигнала: коаксиальный фидер — металлический полосковый проводник постоянной ширины, верстие в ДП 1 выполнено диаметром, равным диаметру внешнего проводника 4 коаксиального фидера, через которое внешний проводник 4 коаксиального фидера продолжен до плоскости внешней поверхности ДП

1, введен дополнительный слой диэлектрика, расположенный между внешней поверхностью ДП 1 и МПП 3, при этом его центр совпадает с точкой пересечения внутреннего проводника 5 коаксиального фидера с плоскостью внешней поверхности ДП 1, размеры превышают диаметр отверстия в

Изобретение относится к высокочастотной интегральной технике и может быть использовано в полосковых антенных решетках.

Известен коаксиально-полосковый соединитель, содержащий диэлектрическую плату, на одной стороне которой расположено металлическое основание — экран, а на другой — металлический полосковый проводник, причем коаксиальный фидер в виде полужесткой коаксиальной линии пропущен через отверстия в основании-экране, а ее центральный проводник, соосный с полосковым проводником, гальванически соединен с ним.

Известен коаксиально-полосковый соединитель, содержащий диэлектрическую плату, на одной стороне которой расположен металлический экран, а на другой — полосковый прямоугольный излучатель, и коаксиальный фидер, продольная ось симметрии которого перпендикулярна диэлектрической плате, при этом внешний проводник коаксиального фидера подключен к металлическому экрану, а внутренний через отверстие в диэлектрической плате подключен к излучателю в расчетной точке.

Наиболее близким для предлагаемого технического решения является коаксиально-полосковый соединитель, содержащий диэлектрическую плату, на одной стороне которой расположен металлический экран, а на другой — металлический полосковый проводник, и коаксиальный фидер, продольная ось которого перпендикулярна диэлектрической плате, при этом внешний проводник коаксиального фидера подключен к металлическому полосковому проводнику.

Недостатками известного коаксильанополоскового соединителя являются несогласованность фидера с полосковым

ДП 1, а толщина соизмерима с толщиной

МПП 3. МПП 3 выполнен из двух участков: первого, имеющего постоянную ширину и расположенного на внешней поверхности

ДП 1, и второго, размещенного на поверхности дополнительного слоя диэлектрика, закон измерения ширины которого обеспечивает плавное изменение волнового сопротивления по тракту передачи

СВЧ-сигнала: коаксиальный фидер — МПП постоянной ширины. 1 ил. проводником делителя в схеме питания излучателей антенной решетки (K<+> 2); значительные потери энергии сигнала в объеме диэлектрической платы, поскольку внутренний — излучающий — проводник фидера проходит через объем диэлектрической платы без внешнего (экранирующего) проводника.

Цель изобретения — улучшение согласования и уменьшение потерь, 1741210

40

На чертеже приведена конструкция коаксиально-полоскового соединителя антенной решетки.

Коаксиально-полосковый соединитель антенной решетки содержит диэлектрическую плату (ДП) 1 с металлическим экраном

2 на одной стороне и с металлическим полосковым проводником (МПП) 3, имеющим разрыв длиной L, Продолжение вправо и влево на фиг. 1 МПП 3 разводят СВЧ-сигнал на схемы деления антенной решетки. Коаксиальный фидер, содержащий внешний 4 и внутренний 5 проводники, диэлектрик с диэлектрической проницаемость еф, пропущен через соосные отверстия в ДП 1 и в металлическом экране 2, причем внешний проводник 4 фидера подключен к металлическому экрану 2 пайкой 7; эта пайка 7 одновременно обеспечивает механическое закрепление коаксиального фидера на ДП 1 с металлическим экраном 2. На лицевую поверхность ДП 1 в разрыв МПП 3 установлен дополнительный слой диэлектрика 8 из тонкого гибкого диэлектрика, например из полиимида, с толщиной, соизмеримой с толщиной МПП 3 и диэлектрической проницаемостью опр, причем размеры слоя диэлектрика 8 превышают диаметр. отверстия в

ДП 1, в частности слой диэлектрика 8 используется в форме круга диаметром ф В, где В = L, С обратной стороны слой диэлектрика 8 клеем 9 присоединен к лицевой поверхности ДП 1, На лицевой стороне слоя диэлектрика 8 расположен дополнительный

МПП 10, закон изменения ширины которого ф!) обеспечивает плавное изменение волнового сопротивления по тракту передачи

СВЧ-сигнала; "коаксиальный фидер — МПП

3 (с постоянной шириной)", Пайками 11 и 12 дополнительный МПП 10 по торцам подключается с концами правого и левого МПП 3.

Поскольку толщина h слоя диэлектрика 8 сравнима с толщиной h МПП 3, то в местах подключения МПП 3 и дополнительного

МПП 10 имеет незначительную нерегулярность в тракте передачи СВЧ-сигнала. Подключение дополнительного МПП 10 к торцу внутреннего проводника 3 коаксиального фидера выполняется точечной микросваркой 13.

Пример. Используется ДП 1 толщиной h

= 1,5 мм из материала ФАФ-4 с еп = 2,6, а в качестве материала дополнительного слоя диэлектрика 8 используется полиимидная пленка марки ПМ-414 толщиной h = 40 мкм или марки "Kapton-Н" (США), B качестве клеевого слоя 9 используется клей КЧД-131-37, заменитель — зпоксидный клей ВК-9 с на5

30 полнителем нитридом бора. Для полиимида величина 8пр =3. МППЗидополнительный

МПП 10 изготавливается по тонкопленочной технологии методом фотолитографии.

Конструкция ввода коаксиального фидера— жесткая или полужесткая. Закон р(!) изменения ширины дополнительного МПП 10 соответствует:

p (!) = (ф (bpl Ьмин, Ьмакс) Ф (фнпр п.

h; hop

Zo(l) (1) где Zp(l) — заданная максимально плавная функция изменения волнового сопротивления по тракту передачи СВЧ-сигнала: "коаксиальный фидер — МПП 3; например, максимально плавными являются чебышевская, экспоненциальная, секансная и косекансная гиперболические. Значения функции Zp(l) по длине тракта изменяются величины Zp,ф До Zp,A (в Реальных антенных

Решетках: Zo,A > Zp,ô). МетоДика синтеза функции (1), т.е. построения топологии дополнительного МПП 3 по заданной Zp(l) и остальным известным параметрам, входящим в (1),— нахождения вида p(!) и крайних ее значений Ьмин и Ьмакс разработана нд инженерном уровне.

Коаксиал ьной-полосковый соединитель антенной решетки работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал через коаксиальный фидер подается в точке А на центр дополнительного МПП 10 и далее, разделяясь, отводится через плавнорегулярные отрезки МПП 10 вправо и влево на МПП 3, от них — на делители и далее на излучатели антенной решетки. На участке AB линия передачи является комбинированной: ортогональный переход от коаксиального фидера к несимметричной полосковой с проводником с плавноизменяющейся шириной. На участке левее и правее точек С вЂ” несимметричная регулярная полосковая линия, Коаксиально-полосковый соединитель антенной решетки имеет следующие характеристики: в полосе частот 24 (центральная частота fp = 12,785 ГГц) вносимые потери составляют 0,3 — 0,6 дБ и средний

Кси < 1,20 — в пересчете на собственно коаксиально-полосковый соединитель с учетом последовательного подключения при изменениях вспомогательных соединителей.

Формула изобретения

Коаксиально-полосковый соединитель антенной решетки, содержащий диэлектри1741210

30

40

50

Составитель В.Кандлин

Редактор M. Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор А,Осауленко

Заказ 2090 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 ческую плату, на одной стороне которой расположен металлический экран, а на другой — металлический полосковый проводник, и коаксиальный фидер, продольная ось симметрии которого перпендикулярна диэ- 5 лектрической плате, при этом внешний проводник коаксиального фидера подключен к металлическому экране, а внутренний через отверстие в диэлектрической плате к металлическому полосковому проводнику, о т л и- 10 ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения согласования и уменьшения потерь, отверстие в диэлектрической плате выполнено диаметром, равным диаметру внешнего проводника коаксиального фидера, через 15 которое внешний проводник коаксиального фидера продолжен до плоскости внешней поверхности диэлектрической платы, введен дополнительный слой диэлектрика, рас20 положенный между внешней поверхностью диэлектрической платы и металлическим полосковым проводником, при этом его центр совпадает с точкой пересечения внутреннего проводника коаксиального фидера с плоскостью внешней поверхности диэлектрической платы, размеры превышают диаметр отверстия в диэлектрической плате, а толщина соизмерима с толщиной металлического полоскового проводника, металлический полосковый проводник выполнен из двух участков; первого, имеющего постоянную ширину и расположенного на внешней поверхности диэлектрической платы, и второго, размещенного на поверхности дополнительного слоя диэлектрика, а коаксиальный фидер-металлический полосковый проводник постоянной ширины.