Микрополосковый направленный ответвитель

 

Использование: в радиотехнике, для направленного ответвления энергии из антенно-фидерных трактов метрового и дециметрового диапазонов волн. Сущность изобретения: устройство содержит диэлектрическую подложку, на одной поверхности которой расположен экран, а на другой - средний и крайние полосковые проводники, связанные между собой и выполненные в форме меандровой структуры. Длина крайних полосковых проводников на участках, параллельных плоскостям, ограничивающим период, больше длины среднего полоскового проводника на величину не менее половины зазора между ними. Это выравнивает электрические длины среднего и крайних проводников. Средний и соответствующий внешний крайние полосковые проводники на участках, перпендикулярных плоскостям, ограничивающим период, снабжены выступами, расположенными в зазоре между ними. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для направленного ответвления энергии из антенно-фидерных трактов метрового и дециметрового диапазонов длин волн.

Известен микрополосковый направленный ответвитель, содержащий подложку, на одной поверхности которой расположен экран, а на другой пара полосковых проводников, которые имеют расположенные в зазоре между полосковыми проводниками выступы и вырезы на их краях [1] Эти выступы и вырезы обеспечивают высокую направленность. Однако, такой ответвитель должен иметь большую длину, чтобы работать в метровом диапазоне длины волн.

Известен микрополосковый направленный ответвитель, содержащий подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой расположена пара полосковых проводников, образующая пару связанных линий с несколькими секциями связи, на концах которых выполнены выступы на краях полосковых проводников, которые образуют встречноштыревые структуры, увеличивающие в этих местах емкость между полосковыми проводниками обеспечивающие высокую направленность [2] Этот ответвитель имеет большую длину и поэтому не пригоден для работы в метровом диапазоне длин волн.

Известен микрополосковый направленный ответвитель, содержащий подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой расположена пара полосковых проводников, выполненных в форме меандра [3] При определенном соотношении между периодом меандра и длиной зазора вдоль периода обеспечивается равенство фазовых скоростей четной и нечетной волн в связанных линиях и, следовательно, высокая направленность ответвителя. Этот микрополосковый направленный ответвитель пригоден для работы в дециметровом диапазоне длин волн, так как использование меандровой формы полосковых проводников позволяет разместить их на подложке небольших размеров. Однако такой микрополосковый направленный ответвитель имеет только одну связанную линию и поэтому для получения второго выхода с направленным ответвлением энергии такие микрополосковые направленные ответвители необходимо соединить последовательно, что увеличивает диссипативные потери в первичной линии.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к предложенному является микрополосковый направленный ответвитель, который содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой расположены три полосковых проводника, средний из которых образует основную линию передачи, а крайние связанные [4] Устройство обеспечивает прохождение сигнала с входа основной линии на выход и ответвление части сигнала, проходящего по основной линии передачи, на два выхода. Наличие двух развязанных между собой выходов, на которые поступает распространяющийся по основной линии сигнал, является преимуществом этого устройства.

Недостатками устройства являются плохая направленность за счет разницы фазовых скоростей собственных волн в связанных линиях и большая длина при работе в дециметровом диапазоне длин волн.

Изобретение позволяет улучшить направленность при уменьшении габаритов.

На чертеже изображен микрополосковый направленный ответвитель.

Он содержит диэлектрическую подложку 1, на нижней поверхности которой расположен экран 2, а на верхней средний полосковый проводник 3, и крайние полосковые проводники 4, выполненные в форме меандровой структуры. Отрезки 5 полосковых проводников 4 длиннее отрезков 6 полосковых проводников 3. Полосковые проводники 3 и 4 имеют на краях выступы 7, расположенные в зазоре между ними в тех местах, где зазор расширен за счет того, что отрезки 5 длиннее отрезков 6. Отрезки 5 и 6 параллельны плоскостям, ограничивающим периоды меандровой структуры.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал подается на один конец полоскового проводника 3, который является входом микрополоскового направленного ответвителя, и по полосковому проводнику 3 проходит на его другой конец, который является основным выходом микрополоскового направленного ответвителя. При этом благодаря электромагнитной связи между полосковыми проводниками 3 и 4 сигнал ответвляется в оба полосковых проводника 4 и попадает на их концы, расположенные на краю диэлектрической подложки 1 рядом с входом микрополоскового направленного ответвителя. Между краями полосковых проводников 4 на участках 5 существует электромагнитная связь, которая уменьшает их электрическую длину, но благодаря тому, что отрезки 5 длиннее отрезков 6 полоскового проводника 3, их электрические длины получаются одинаковыми. Выступы 7 на краях полосковых проводников 3 и 4, расположенные в зазоре между ними, замедляют противофазную волну больше, чем синфазную, и тем самым компенсируют разницу их фазовых скоростей, обусловленную влиянием диэлектрической подложки 1. Выступы 7 расположены в тех местах, где зазор между полосковыми проводниками 3 и 4 увеличен за счет разницы длин отрезков 5 и 6. Расположение выступов 7 именно в этих местах удобно потому, что они компенсируют уменьшение коэффициентов связи, вызванное увеличением зазора. Таким образом, удлинение отрезков 5 по сравнению с отрезками 6 на величину не менее половины зазора между полосковыми проводниками 3 и 4 и наличие на краях полосковых проводников 3 и 4 выступов 7, расположенных в зазорах между ними, обеспечивает два условия существования строго противонаправленной связи: электрическую симметрию связанных линий передачи и равенство фазовых скоростей собственных волн, что позволяет обеспечить высокую направленность микрополоскового направленного ответвителя.

Разработан комплект микрополосковых направленных ответвителей на диапазон частот 40.240 Мгц с переходными ослаблениями 12, 16 и 20 дБ, направленность которых была не хуже 20 дБ при переходном ослаблении 12 дБ и не хуже 15 дБ при переходном ослаблении 20 дБ. Габариты всех микрополосковых направленных ответвителей, выполненных на подложке с ε 4,1 не превышают 60х100 мм.

Формула изобретения

МИКРОПОЛОСКОВЫЙ НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ, содержащий диэлектрическую подложку, на одной поверхности которой расположен экран, а на другой три полосковых проводника, связанных между собой, отличающийся тем, что полосковые проводники выполнены в форме меандроновой структуры, имеющей на каждом периоде участки, параллельные плоскостям, ограничивающим период, и длина крайних полосковых проводников на этих участках больше длины среднего проводника на величину не менее половины зазора между ними, а средний и соответствующий внешний крайний полосковые проводники на участках, перпендикулярных плоскостям, ограничивающим период, снабжены выступами, расположенными в зазоре между ними.

РИСУНКИ

Рисунок 1