Сверхвысокочастотный вентиль

 

Использование: для увеличения вентильного отношения, расширения рабочей полосы частот развязывающих узлов СВЧ.- Сущность изобретения: устройство содержит поперечно-намагниченную ферритовую подложку, n-плечее разветвление отрезков микрополосковой линии и, по крайней мере, одну согласованную нагрузку. Согласованная нагрузка выполнена в виде отрезка линии , один конец которой короткозамкнут, а центральный проводник выполнен в виде резистивного слоя. Длина отрезка микрополосковой линии,.к которой подключена согласованная нагрузка, составляет не менее Я/8, где Я - средняя длина рабочего диапазона волн, ,4,5..., а ширина превышает расстояние между экранными проводниками отрезка копланарной линии. Экранные проводники отрезка копланарной линии образуют емкостной зазор с торцем отрезка микрополосковой линии. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 P 1/38

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

> t4NU3Q йй,цдумр„ ; I..«37 с-, К ПАТЕНТУ (21) 5019995/09 (22) 28.12.91 (46) 30.08.93, Бюл. N. 32 (71) Особое конструкторское бюро.при Московском заводе "Эра" (72) Ю.А.Кирсанов, В,С.Лесин, А.H.Ñîêîëîâ и А.H.Ñàâàëüñêèé (73) Особое конструкторское бюро при Московском заводе "Эра". (56) Малорацкий Л.Г, Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ.,М., Сов.Радио, 1976, с. f 93-195: (54) СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ВЕНТИЛЬ (57) Использование: для увеличения вентильного отношения, расширения рабочей полосы частот развязывающих узлов СВЧ.:

Сущность изобретения: устройство содерИзобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в качестве развязывающего устройства в активных приемнопередающих системах СВЧ, а.также в пассивных фильтрующих и распределительных СВЧ-устройствах, выполненных по гибридно-интегральной технологии и имеющих самое различное назначение, например, в радиорелейных линиях связи и системах, самолетной радиосвязи, Целью изобретения является увеличение вентильного отношения расширение рабочей полосы частот и эксплуатационных воэможностей микрополоскового вентиля

СВЧ, На фиг. 1 представлен СВЧ вентиль; на фиг. 2 — сечение на А-А фиг, 1.

СВЧ вентиль содержит поперечно намагниченную ферритовую подложку 1; раз„„5UÄÄ 1838849 АЗ жит поперечно-намагниченную ферритовую подложку, и-плечее разветвление отрезков микрополосковой линии и, по крайней мере, одну согласованную нагрузку. Согласованная нагрузка выполнена в виде отрезка линии, один конец которой короткозамкнут, а центральный проводник выполнен в виде реэистивного слоя. Длина отрезка микрополосковой линии,.к которой подключена согласованная нагрузка, составляет не менее

il/8, где rl, — средняя длина рабочего диапазона волн, п=3,4,5..., а ширина превышает расстояние между экранными проводниками отрезка копланарной линии. Экранные проводники отрезка копланарной линии образуют емкостной зазор с торцем отрезка микрополосковой линии. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. ветвление микрополосковых линий передачи 2 и металлизацию 3. Разветвление мик- а рополосковых линий передачи 2 и С)0 металлизация 3 расположены по обеим сторонам ферритовай подложки 1, Часть ферритовой подложки 4, имеет поперечное намагничивание(см. на фиг. 2 поз, Не). СВЧ вентиль имеет по крайней мере одну согласованную нагрузку 5. Согласованная на- О грузка имеет планарную линию передачи 6, один из концов которой имеет короткое замыкание. Последнее достигается за счет () подключения к этому концу двух разомкнутых шлейфов 9 длиной А/4, Центральный проводник копланарной линии 6 выполнен s виде реэистивного слоя

7. Разветвление 2 имеет и отрезков микрополосковых линий передачи, где

П-3,4,5,6.....

1838849

40

Волновое сопротивление отрезка микрополосковой линии 8, конец которого сое- динен с концом резистивного слоя 7., выбрано равным входному сопротивления разветвления 2 микрополосковой линий.

Длина 1 отрезка микрополасковой линии 8 составляет не менее Х /8,.где Л вЂ” рабочая длина волны.

СВЧ вентиль работает следующим образом. При возбуждении одного из отрезков микрополосковой линии разветвления 2. электромагнитная волна квази — ТЕМ типа трансформируется в поперечно-намагниченной части 4 ферритовой подложки 1 в поверхностную ферритовую волну., В зависимости от направления внешнего магнитного поля. поверхностная волна распространяется в разветвлении отрезков микрополасковой линии по или против часо- вой стрелки, последовательно возбуждая каждый отрезок микрополосковой линии.

При возбуждении отрезка микрополосковай линии разветвления, не имеющего соединения с согласованной нагрузкой, сигнал с малыми потерями и в широкой полосе частот распространяется между двумя смежными отрезками микрополосковой линии.

При возбуждении микрополосковой линии разветвления, соединенной с согласованной нагрузкой, сигнал в широкой полосе частот активно затухает в резистивном слое, что обуславливает высокое вентильное отношение и широкую полосу частот микрополоскового вентиля СВЧ: Активное затухание СВЧ вЂ” сигнала в согласованной нагрузке 5 происходит иэ-эа распространения СВЧ вЂ” тока как по нижней так и по верхней поверхности реэистивного слоя, что достигается эа счет того, что центральный проводник 7 копланарной.линии 6 выполнен в аиде резистивного слоя, а волновое сопротивление отрезка микрополосковой линии 8 равно входному сопротивлению разветвления 2; причем длина отрезка

„микрополосковой линии 8 составляет не менее А/8.

Активное преобразование основной волны (волны поверхностного типа), распространяющейся в обратном направлении, в диссипативные потери достигается за счет того, что СВЧ вентиль имеет согласованнуюнагрузку. содержащую компланарную линию передачи, один конец которой короткоэамккут, а центральный проводник, выполнен в виде резистивного слоя. При атом волновое сопротивление микрополосковой линии разветвления, конец которой соединен с концам сосредоточенного резистивного слоя, равно входному сопротивлению разветвления микрополосковых линий, и ширина отрезка микрополосковой линии, к которому подсоединена согласованная нагрузка, превышает ширину других плеч, а также превышает расстояние между экранными проводниками отрезка компланарной линии, образующими емкостный зазор с торцем этого отрезка микрополосковой линии.

В СВЧ вентиль может быть введено (и-3) дополнительных согласованных нагрузок, подключенных к соответствующим плечам (т.е, к соответствующим отрезкам микрополосковой линии}.

Использование компланарной линии, центральной проводник которой выполнен в виде. сосредоточенного реэистивного слоя, позволяет увеличить вентильное отношение и расширить рабочую полосу частот за счет более активного поглощения обратной волны. Последнее обусловлено тем, что увеличенный уровень краевого поля в компланарной линии способствует распространению СВЧ-тока как по нижней, так и по верхней поверхности резистивного слоя, Равенство волнового сопротивления микрополосковой линии, конец которой соединен с концом сосредоточенной резистивного слоя, входному. соп ротивлению разветвления приводит к повышению краевого поля на входном конце компланарной линии, что обуславливает более высокую концентра цию СВЧ-тока как на нижней так и на верхЗ5 ней поверхности центрального проводника компланарной линии, выполненного в виде резистивного слоя, а следовательно, и активную трансформацию электромагнитной волны в диссипативные потери.

Выбор длины отрезка микрополосковой линии к концу которого подсоединен резистивный слой, не менее il/8, позволяет экспоненциальное распределение СВЧ-тока поверхностной ферритовой волны трансформировать в равномерное распределение по ширине этого отрезка микрополосковой линии, и тем самым активно преобразовывать обратную поверхностную волну в диссипативные потери;

Раэветвление может иметь не менее трех микрополосковых линий, при этом не требуется строгая круговая симметрия расположения отрезков микрополосковой линии относительно центральной части

55. разветвления, и равенство волновых сопротивлений микрополосковых линий.

Формула изобретения

1. Сверхвысокочастотный вентиль, содержащий поперечно намагниченную металлиэированную ферритовую подложку, на

1838849 (5

Составитель Н. Болдырева

Техред М.Моргентал Корректор Т. Вашкович

Редактор С. Кулакова

Заказ 2927 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 которой нанесено и-плечее разветвление отрезков микрополосковой линии, и соединенную с одним из плеч согласованную нагрузку, отличающийся тем, что, сргласованная нагрузка выполнена в виде отрезка копланарной линии, центральный проводник которого образован резистивным слоем и короткозамкнут на одном конце, а другим концом подсоединен к торцу первого отрезка микрополосковой линии, длина которого выбрана! il/8, а ширина превышает ширину других отрезков микрополосковой линии и расстояние между экранными проводниками отрезка копланарной линии, образующими емкостной зазор с торцем первого отрезка микрополосковой

5 линии.

2. Вентильпоп.1,отличающийся тем, что введено (n-3) дополнительных согласованных нагрузок, подключенных к со10 ответствующим отрезкам микрополосковой линии, где и — 3.4.5,6...; 1 — рабочая длина волны.