Невзаимное устройство

 

Использование: обеспечение развязки в гибридно-интегральных схемах антеннофидерных устройств диапазона крайне высоких частот. Сущность изобретения: устройство содержит отрезок микропровода, расположенный между касательно намагниченной ферритовой и диэлектрической пластинами. На противолежащей стороне ферритовой пластины размещен поглотитель . Приведена формула для определения оптимального радиуса микропровода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792300/09 (22) 14.02.90 (46) 23.09,92. Бюл. ¹ 35 (71) Самарский политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) В.В. Гущин (56) Патент Франции № 2298196, кл. Н 01 P 1/32, 1976. (54) НЕ ВЗАИМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование, обеспечение развязки в гибридно-интегральных схемах антенноИзобретение относится к области гиромагнитной радиоэлектроники и может быть использовано в качестве развязывающего элемента в гибридно-интегральных схемах антенно-фидерных устройств диапазона крайне высоких частот (КВЧ-миллйметровый и субмиллиметровый диапазон).

Известны невзаимные пассивные устройства с намагниченным ферритом для интегральных схем — вентили и циркуляторы служащие для развязки между элементами

СВЧ тракта (см. патент CLLlA ¹ 3555459, кл.

Н 01 Р1/32,,1971, патент Франции №

2298196, кл. Н 01 P 1/32, 1973, авторское свидетельство ¹ 471848, кл, Н 01 P 1/32, 1975), Температурная нестабильность электродинамических параметров обусловлена не только параметрами феррита, но и конструкцией устройства. Для них характерна сложность технологии исполнения, а также высокие значения поля подмагничивания, что приводит к большому весу и габаритам, изделия. Это затрудняет использование устройств в гибридно-интегральных схемах и делает даже невозможным их работу в области миллиметровых волн.,,!Ж,, 1764104 А1 фидернйх устройств диапазона крайне высоких частот; Сущность изобретения: устройство содержит отрезок микропровода, расположенный Между касаТельно намагниченной ферритовой и диэлектрической пластинами. На противолежащей стороне ферритовой пластины размещен поглотитель. Приведена формула для определения оптимального радиуса микропровода. 1 ил.!

Известный ферритовый вейтиль для интегральных схем (см. патент Франции № Б

2298196, кл. Н 01 P 1/32, 1973) выполнен в виде щелевой линии на ферритовой подложке.

Однако в указанном патенте величина поля подмагничивания (0,15 — 0,3)Нрез, что составляет в 8 мм диапазоне порядок 15003000 Э. Щелевая линия выполнена по обыч- а ной сложной технологии. Конструкция вентиля (без описания магнитной системы) трудно стыкуема с интегральной схемой, в особенности с ее активными элементами, Указанная цель достигается тем, что отрезок линии передачи невзаимного устрой- С ства выполнен в виде микропровтода с Ф радиусом г; равным r=K .„на котором а и и

0;и " расположена введенная диэлектрическая пластина, параллельная ферритовой касательно намагниченной пластине с нагрузкой, где 4 — рабочая .длина волны,о проводимость материала проводника,,и магнитная проницаемость маттериала проводника, К=1 — коэффициент, согласующий размерность.

1764104

На чертеже изображен общий вид невзаимного устройства в разрезе.

Устройство имеет микропровод 1, диэлектрическую 2 и ферритовую 3 пластины, расположенные симметрично относительно него без зазора. Вплотную с ферритом установлена нагрузка, состоящая из поглотителя 4 диэлектрического слоя 5, феррит находится в поперечном касательном магнитном поле, создаваемом магнитной системой 6, В микропроводе указанного диаметра возбуждается одномодовый тип колебаний распространяющихся вдоль проводника, Это низшая несимметричная гибридная волна, имеющая наименьшие потери ввиду особого распределения продольной электрической составляющей поля, равной нулю в центре провода. Подбором поля подмагничивания и электродинамических параметров ферритодизлектрической структуры получены неодинаковые условия (эпюры распределения полей) для волн прямого и обратного направлений распространения, которые однозначно определяют невзаимные свойства многослойной структуры. При установке микропроводника между слоями . и определенной величине постоянного магнитного поля происходит "перескок": прямая волна распространяется в диэлектрике

2, а отраженная — в феррите 3 с нагрузкой.

Работа устройства основана на явлении совпадения разностей фазовых скоростей в феррите и диэлектрике тф — vp, и скоростей в свободном пространстве и вдоль проводника г в упр, т.е.Л vy — д = Ь1д — ф =. Айса — р, Это условие является необходимым и достаточным для достижения главного положительного эффекта — уменьшения подмагничивающего поля.

Магнитная проницаемость феррита ,инфо корректировалась в процессе наI стройки для достижения резонанса разностей фазовых скоростей. В предложенном устройстве в 8 мм диапазоне Н1 =300-400 Э в зависимости от выбран ного феррита. Вентильное отношение не хуже 10 при КСВ не более 1,2 в 30Д полосе частот. При измерении параметров для согласования с измерительным трактом использовался переход (см. ав. свид. М 485685, 29.05.75).

Использование проволочного монтажа обеспечивает простоту исполнения, надеж5 ность и гибкость технологического процесса, возможность его автоматизации и контроля. Упрощение технологии особенно наглядно когда с помощью микропровода соединяются обьекты в интегральной схе10 ме, где требуется развязка между ними.

Сложность операции заключается в сварке микропровода с выводами активного элемента . Термостабильность устройства обусловлена слабой зависимостью магнитной

15 проницаемости от частоты .на начальном (пологом) участке ее изменения, Малая величина поля подмагничивания обеспечивает малый вес и габариты магнитной системы. Устройство может быть использо20 вано в качестве невзаимной замедляющей системы в миниатюрных электронных приборах. К положительному эффекту следует отнести также возмо>кность итерации в бо- лее коротковолновый диапазон путем

25 уменьшения диаметра проводника и толщин слоев, пропорциональных рабочей длине волны. При этом требуется увеличение подмагничивающего поля, которое, однако, на порядок меньше общепринятого в невза30 имных устройствах этого класса.

Формула изобретения

Невзаимное устройство, содержащее отрезок линии передачи, расположенный на касательно намагниченной ферритовой пла35 стине, на противолежащей стороне которой размещен поглотитель, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности параметров при уменьшении величины магниrHoro поля и упрощении

40 технологии, отрезок линии передачи выполнен в виде микропровода с радиусом r, равным г=К ., на котором расположена

0 P введенная. диэлектрическая пластина, па45 раллельная намагниченной ферритовой пластине, где Π— рабочая длина волны,ив проводимость материала проводника„и магнитная проницаемость материала проводника, К=1 — коэффициент, согласующий

50 размерность.

1764104 б

Составитель А,Орлов

Техред M.Ìoðãåíòàë у °

Корректор H.Tóïèöà

Редактор О.Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3460 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

„„p

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