Многофункциональное ферритовое развязывающее устройство


 


Владельцы патента RU 2570665:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" (RU)

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к развязывающим устройствам метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн, и может быть использовано в качестве функционального узла в приемо-передающих трактах радиотехнических систем для построения невзаимных синфазных делителей (сумматоров) мощности, а также как согласующе-развязывающее устройство. Многофункциональное ферритовое развязывающее устройство на сосредоточенных элементах с Y-сочленением в виде системы из шести плоских проводников (по два в каждом плече), переплетенных и изолированных между собой, одними концами соединенных между собой и корпусом, а другими - с согласующими емкостями. При этом в плече с плоскими проводниками, ширина которых одинакова и увеличена относительно проводников в двух других плечах, соответствующие концы проводников, находящиеся рядом, соединены с отдельными согласующими емкостями, величина которых одинакова. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к развязывающим устройствам метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн, и может быть использовано в качестве функционального узла в приемо-передающих трактах радиотехнических систем для построения невзаимных синфазных делителей (сумматоров) мощности, а также как согласующе-развязывающее устройство.

Известно невзаимное устройство (патент США №5945887, МКИ: H01P 1/383, H01P 1/36 от 31.08.1999) с Y-сочленением в виде системы переплетенных проводников, переплетенных и изолированных между собой, одно из плеч которого согласовано на сопротивление, меньшее по сравнению с другими двумя плечами. Недостатком данного устройства является необходимость в подключении согласующей цепи в виде фильтра нижних частот к одному из выходов невзаимного устройства, что усложняет конструкцию и увеличивает размеры устройства, а также ограниченная функциональность.

Известен вентиль на сосредоточенных элементах (патент США №6822527, МКИ: H01P 1/36 от 23.11.2004) с Y-сочленением из плоских проводников, переплетенных и изолированных между собой, одни концы которых соединены между собой, а другие с согласующими емкостями. В одном из плеч каждый из полосков Y-сочленения соединен с отдельной емкостью, которые имеют различные величины, что позволяет получить широкую полосу рабочих частот в этом плече. Недостатком данного устройства является ограниченная функциональность - расширение полосы рабочих частот только в одном плече.

Известно невзаимное устройство (патент США №6549086 B2, МКИ: H01P 1/36, H01P 1/383 от 15.04.2003) с Y-сочленением из плоских проводников, изолированных между собой, которое может быть соединено с балансной выходной цепью без дополнительного устройства. Недостатком данного устройства является сложность конструкции по сравнению с конструкцией Y-циркуляторов на сосредоточенных элементах и ограниченная функциональность.

Известно невзаимное устройство с тремя портами (патент США №7227427 B2, МКИ: H01P 1/32 от 5.06.2007), которое может быть подключено к балансной цепи без симметрирующего устройства, с Y-сочленением из плоских проводников в виде рамок, изолированных между собой, одни концы которых соединены между собой и корпусом, а другие с согласующими емкостями, при этом выходы, подключаемые к балансной цепи, расположены напротив друг друга. Описанное устройство принято за прототип изобретения. Недостатками данного устройства являются сложная конструкция, имеющая существенные отличия от конструкции Y-циркуляторов на сосредоточенных элементах, и ограниченная функциональность.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание многофункционального развязывающего устройства, имеющего конструкцию с минимальными отличиями от конструкций Y-циркуляторов на сосредоточенных элементах и расширенные функциональные возможности - способность выполнять функции невзаимного синфазного делителя (сумматора) сигнала, а также способность выполнять функцию невзаимного трансформатора активных сопротивлений.

Технический результат достигается тем, что в одном из плеч Y-сочленения из плоских проводников (по два в каждом плече), изолированных между собой, одни концы которых соединены между собой и корпусом, а другие - с согласующими емкостями, ширина проводников одинакова и увеличена относительно проводников в двух других плечах, при этом соответствующие концы плоских проводников, находящиеся рядом, соединены с отдельными согласующими емкостями, величина которых одинакова. Кроме того, для выполнения функции невзаимного трансформатора активных сопротивлений между согласующими емкостями одинаковой величины, соединенными с одними концами плоских проводников увеличенной ширины одного из плеч устройства, установлена перемычка.

На фиг. 1 изображена схема многофункционального ферритового развязывающего устройства (МФРУ), где 1-4 - плечи МФРУ, C1-C4 - согласующие емкости, W1-W6 - плоские проводники, П1 - перемычка.

МФРУ содержит размещенное между двух соосно установленных друг над другом ферритовых элементов, намагниченных до определенной величины с помощью внешнего магнитного поля, Y-сочленение из плоских проводников W1-W6, изолированных между собой, одни концы которых соединены между собой и «корпусом», а другие - с согласующими емкостями C1-C4 (фиг. 1). В одном из плеч ширина плоских проводников W1, W2 одинакова и увеличена относительно ширины проводников W3-W6 в двух других плечах, при этом соответствующие концы расширенных проводников соединены с отдельными согласующими емкостями C3 и C4, величина которых одинакова. Кроме того, для выполнения функции невзаимного трансформатора активных сопротивлений между согласующими емкостями одинаковой величины, соединенными с одними концами плоских проводников увеличенной ширины одного из плеч устройства, установлена перемычка П1.

Работает МФРУ следующим образом. В случае направления циркуляции по часовой стрелке сигнал из плеча 1 поступит в плечо 2 (МФРУ работает в режиме циркулятора), при этом плечи 3, 4 должны быть подключены к согласованным нагрузкам. При поступлении сигнала в плечо 2 он поделится поровну между плечами 3 и 4, то есть МФРУ будет выполнять функцию делителя мощности, при этом плечо 1 должно быть подключено к согласованной нагрузке. При поступлении синфазных сигналов в плечи 3, 4, они сложатся в плече 1, тогда МФРУ будет работать в режиме сумматора мощности, а плечо 2 должно быть подключено к согласованной нагрузке. Смена направления циркуляции (смена направления внешнего магнитного поля) приведет к тому, что в режиме суммирования при поступлении сигналов в плечи 3, 4, выходной сигнал будет поступать в плечо 2. В режиме деления входным плечом будет являться плечо 1, а выходными - 3, 4.

Для реализации функции трансформатора активных сопротивлений между емкостями C3, C4 устанавливается перемычка П1 (фиг. 1.), тогда МФРУ превращается в циркулятор, у которого объединенное плечо 3-4 согласовано на нагрузку в два раза меньше, чем плеч 3 и 4 в отдельности. Направление передачи сигналов в циркуляторе будет соответствовать направлению внешнего магнитного поля.

Изобретение позволяет создавать унифицированные многофункциональные устройства с минимальными отличиями конструкций от Y-циркуляторов, объединяющие функции развязки и деления (сложения) мощности, что позволяет уменьшить габариты приемо-передающих модулей, а также устройство способно выполнять функции циркулятора-трансформатора активных сопротивлений.

1. Многофункциональное ферритовое развязывающее устройство на сосредоточенных элементах с Y-сочленением в виде системы из шести плоских проводников (по два в каждом плече), переплетенных и изолированных между собой, одними концами соединенных между собой и корпусом, а другими - с согласующими емкостями, отличающееся тем, что в плече с плоскими проводниками, ширина которых одинакова и увеличена относительно проводников в двух других плечах, соответствующие концы проводников, находящиеся рядом, соединены с отдельными согласующими емкостями, величина которых одинакова.

2. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что между согласующими емкостями одинаковой величины, соединенными с одними концами плоских проводников увеличенной ширины одного из плеч устройства, установлена перемычка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для изготовления Y-сочленения в виде системы переплетенных плоских проводников при производстве циркуляторов на сосредоточенных элементах метрового и дециметрового диапазонов длин волн с высоким уровнем рабочей мощности.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности микроволновой интерферометрии. Приемо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн содержит генератор непрерывного зондирующего излучения, гетеродин, два смесителя, передающую и приемную антенны и волноводный тракт.

Изобретение относится к аттенюатору СВЧ. Технический результат состоит в снижении прямых потерь СВЧ и расширение функциональных возможностей аттенюатора СВЧ.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к элементам волноводного тракта. Техническим результатом заявленного прямоугольного волновода с одинарным уголковым изгибом является упрощение конструкции при расширении его технических возможностей.

Свч-модуль // 2566328
Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при проектировании и изготовлении активной фазированной антенной решетки (АФАР).

Изобретение относится к области электротехники и связи и может быть использовано для одновременной работы двух радиопередатчиков на одну общую антенну. Частотно-разделительное устройство содержит широкополосное мостовое устройство и цепь компенсации потерь для возврата части энергии сигналов, поступающих на балластный выход мостового устройства, источникам питания радиопередатчиков.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к полосно-пропускающим перестраиваемым фильтрам СВЧ. Технический результат заключается в расширении полосы пропускания частот и снижении коэффициента стоячей волны напряжения при сохранении низких потерь СВЧ в полосе пропускания частот полосно-пропускающего перестраиваемого фильтра.

Использование: для настройки трехплечевого ферритового циркулятора с согласующим трансформатором. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют подачу измерительного сигнала в каждое плечо трехплечевого ферритового циркулятора, измерение электромагнитных характеристик каждого плеча, определение плеча трехплечевого ферритового циркулятора, электромагнитные характеристики которого не соответствуют заданным значениям, и доведение электромагнитных характеристик этого плеча до заданных значений изменением конфигурации электромагнитного поля в трехплечевом ферритовом циркуляторе, при этом изменение конфигурации электромагнитного поля в трехплечевом ферритовом циркуляторе осуществляют постепенным заполнением области плеча трехплечевого ферритового циркулятора, электромагнитные характеристики которого не соответствуют заданным значениям, диэлектрической пастой, содержащей 50-60 мас.% кремнийорганического герметика и 40-50 мас.% двуокиси титана TiO2, при этом количество вводимой диэлектрической пасты увеличивают до тех пор, пока электромагнитные характеристики плеча трехплечевого ферритового циркулятора не достигнут заданного значения, и затем введенную диэлектрическую пасту высушивают.

Изобретение относится к области создания полупроводниковых изделий, а именно к мощному переключателю СВЧ на основе соединения галлия, содержащему подложку, поверх которой размещена эпитаксиальная гетероструктура и барьер Шоттки.

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре. Технический результат заключается в обеспечении возможности оперативного монтажа и демонтажа волноводов с различной геометрией фланцев в условиях ограниченного доступа.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах для регулировки уровня проходящей мощности СВЧ. Заявленный переменный аттенюатор содержит полосковый проводник, соединенный с входным и выходным коаксиальными разъемами и установленный между двумя металлическими основаниями, и подвижные поглотители. Полосковый проводник выполнен П-образной формы с одинаковой шириной и уменьшающейся толщиной от его средней части к его концам. Два подвижных поглотителя в виде плоских пластин прямоугольной формы с одинаковой толщиной из поглощающего материала, например, ферроэпоксида или феррита закреплены на металлических основаниях с возможностью плавного перемещения вдоль полоскового проводника. Техническим результатом является увеличение вносимого ослабления переменного аттенюатора и уменьшение коэффициента стоячей волны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и технике СВЧ и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре. Достигаемый технический результат - расширение полосы пропускания при повышении добротности и геометрических размерах, меньших рабочей длины волны. Развязывающий фильтр на метаматериале содержит экранированную с одной стороны однослойную или многослойную диэлектрическую плату с периодически расположенными рядами сквозных отверстий, в каждом из которых закреплены идентичные металлические элементы в виде распределенных колебательных контуров, связанных емкостными зазорами и имеющих геометрические размеры, много меньшие рабочей длины волны, каждый колебательный контур представляет собой импедансный проводник, выполненный в виде квадрата, разорванного по углам, противоположные стороны которого соединены в центре крестообразным импедансным проводником, закрепленным в отверстии диэлектрической платы на полой металлической ножке, соединенной с экраном. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемо-передающих трактах радиотехнических систем для обеспечения развязки и коммутации сигналов. Технический результат - расширение функциональных возможностей циркулятора за счет его работы в трех широких частотных диапазонах. Для этого к Y-сочленению, расположенному между двумя соосно установленными и намагниченными ферритовыми элементами, в виде системы из шести плоских проводников, переплетенных между собой и изолированных друг от друга, одни концы которых соединены с первыми выводами согласующих емкостей, а другие между собой и вторыми выводами согласующих емкостей, было подключено еще одно, соосно расположенное с первым, Y-сочленение с согласующими емкостями в каждом плече, расположенное между двумя соосно установленными и намагниченными ферритовыми элементами, в виде системы из шести плоских проводников, переплетенных между собой и изолированных друг от друга, одни концы которых соединены с первыми выводами согласующих емкостей, а другие либо между собой и с концами первого Y-сочленения, соединенными между собой, либо с концами первого Y-сочленения, к которым присоединены первые выводы согласующих емкостей, а вместо параллельного контура между общей точкой плоских проводников первого Y-сочленения включено последовательное или параллельное соединение последовательного и параллельного контуров. 4 ил.

Устройство формирования нано- и субнаносекундных СВЧ-импульсов относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности с частотой следования входного микросекундного СВЧ-импульса, а также серии СВЧ-импульсов субнаносекундной длительности в пределах входного импульса, генерируемого в частотно-периодическом режиме. Устройство содержит многомодовый резонатор (1) с элементом ввода энергии (2), расположенным на его входной торцовой стенке, с элементом вывода энергии (3), выполненным в виде плавного перехода с корпуса резонатора на выходной волновод (4). Выходной волновод (4) выполнен в виде сверхразмерного прямоугольного волновода с первой стенкой, имеющей размер а, равный размеру широкой стенки одномодового стандартного прямоугольного волновода, и второй стенкой, выполненной сверхразмерной, имеющей размер d, удовлетворяющий соотношениям d=nb<0,2 L, где n=[0,2 L/b] - число, являющееся целой частью отношения 0,2 L/b; b - размер узкой стенки одномодового стандартного прямоугольного волновода, L - длина резонатора, 5λ<L<50λ, λ - длина волны в свободном пространстве. Интерференционный СВЧ-переключатель (5) выполнен в виде крестообразного волноводного соединения в Н плоскости из сверхразмерного прямоугольного волновода, идентичного выходному волноводу, с прямыми плечами (6), лежащими на одной линии и последовательно встроенными в выходной волновод, а также двумя боковыми плечами (7, 8), ортогональными выходному волноводу (4). Одно из боковых плеч (7) односвязно, имеет полуволновую длину и газоразрядная трубка расположенного в нем СВЧ-коммутатора (9) параллельна сверхразмерной стенке. Второе боковое плечо (8) многосвязно и набрано в виде пакета из n параллельных плотно прилегающих друг к другу Н-тройников (11) с полуволновыми прямыми входными плечами (12), короткозамкнутыми боковыми плечами с расположенными в них СВЧ-коммутаторами, а также короткозамкнутыми выходными прямыми плечами (14), имеющими длину l, удовлетворяющую неравенствам λв<l<L, λв - длина волны в волноводе. Электроды каждого СВЧ-коммутатора подсоединены к источнику управляющих сигналов. Технический результат - повышение мощности выходных импульсов и расширение функциональных возможностей устройства. 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к развязывающим устройствам дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн, и может быть использовано в качестве функционального узла в приемопередающих трактах радиотехнических систем как коммутирующее устройство, а также для развязки источника сигнала от нагрузки. Техническим результатом изобретения является упрощение и повышение технологичности конструкции широкополосного ферритового развязывающего устройства, а также уменьшение вносимых потерь. Широкополосное ферритовое развязывающее устройство на сосредоточенных элементах содержит расположенное между двух соосно установленных друг над другом ферритовых элементов Y-сочленение в виде системы переплетенных плоских проводников и полоснорасширяющую цепь между общей точкой плоских проводников и корпусом в виде последовательного контура с индуктивностью, состоящей из двух индуктивностей различной величины, включенных параллельно друг другу. Индуктивность полоснорасширяющей цепи реализована в виде прямых индуктивных проводников одинаковой длины и различной ширины, расположенных на оси симметрии циркулятора. 2 ил.

Изобретение относится к электронной и ускорительной технике, а именно к вакуумноплотным волноводным окнам ввода-вывода энергии длинноволновой части СВЧ диапазона. Волноводное окно ввода и/или вывода энергии СВЧ содержит два расположенных друг над другом волновода (1, 2), закороченных на одном из концов стенками (3, 4) соответственно. Волноводы соединены между собой со стороны широких стенок отверстием (5), в которое соосно вставлен стержень (6), прикрепленный, по крайней мере, к внешней широкой стенке одного из волноводов. Стержень окружает вакуумноплотная диэлектрическая перегородка (7), имеющая вид фигуры вращения. Как один из вариантов обеспечения согласования в заданной полосе частот к широкой стенке одного из волноводов прикреплено кольцо (8). Предложенная конструкция волноводного окна ввода и/или вывода энергии СВЧ обеспечивает широкую полосу согласования (до 20%) в низкочастотной части СВЧ-диапазона, а также возможность одновременного использования конструкции как в качестве вакуумноплотного окна, так и в качестве трансформатора сопротивлений. 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Использование: изобретение относится к устройствам, обеспечивающим постоянный фазовый сдвиг между компенсирующей линией и фазосдвигающим каналом (ФК) в широкой полосе частот. Сущность: многоэлементный дифференциальный фазовращатель СВЧ включает компенсирующую линию и фазосдвигающий канал в виде, по крайней мере, двух четырехполюсников, соединенных каскадно, каждый из которых выполнен в виде отрезка связанных однородных линий, токонесущие проводники которых соединены один с другим на одном конце, согласно решению каждый четырехполюсник нагружен короткозамкнутым шлейфом. Компенсирующая линия выполнена в виде отрезка однородной линии передачи. Длина связанных однородных линий передачи различных четырехполюсников выполнена одинаковой или различной. Длина шлейфа различных четырехполюсников выполнена одинаковой или различной. Технический результат: уменьшение коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) и уменьшение максимального отклонения Δφ функции фазового сдвига от номинального значения φ0. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий. Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре. Для этого переключатель СВЧ содержит подложку, на которой последовательно размещены: буферный слой AlN, буферный слой из GaN, буферный слой из нелегированного GaN i-типа проводимости. Кроме того, переключатель СВЧ содержит двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, сглаживающий слой из нитрида галлия, слой диэлектрика из двуокиси гафния, металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, и два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи. Подложка выполнена из изолирующего теплопроводящего CVD поликристаллического алмаза, а на буферном слое из нелегированного GaN i-типа проводимости последовательно размещены сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из AlXGa1-XN, сглаживающий слой, канал из InXGa1-XN, сглаживающий дополнительный слой, спейсер из AlXGa1-XN, сильнолегированный слой AlXGa1-XN, слой из GaN, слой диэлектрика из двуокиси гафния и дополнительный слой диэлектрика. При этом переключатель выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек DX, а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25% и легирован с двух сторон, а двумерный электронный газ образован между каналом и слоем из AlXGa1-XN. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий, Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре. Для этого переключатель СВЧ содержит подложку из сапфира, на которой последовательно размещены буферный слой AlN, буферный слой из GaN, буферный слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, сглаживающий слой из нитрида галлия, поверх которого нанесен слой диэлектрика из двуокиси гафния, металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, и два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи. На буферном слое из нелегированного GaN i-типа проводимости последовательно размещены сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из AlXGa1-XN, сглаживающий слой, канал из InXGa1-XN, сглаживающий дополнительный слой из GaN, слой диэлектрика из двуокиси гафния и дополнительный слой диэлектрика. При этом переключатель выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек DX, а канал выполнен упругонапряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25%, а двумерный электронный газ образован между каналом и слоем из AlXGa1-XN. 3 з.п. ф-лы. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий. Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре. Для этого переключатель СВЧ содержит подложку, на которой последовательно размещены: буферный слой AlN, буферный слой из GaN, буферный слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, двумерный электронный газ высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора, сглаживающий слой из нитрида галлия, слой диэлектрика из двуокиси гафния, металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора, и два конденсатора, образующих двойные ВЧ-ключи. На буферном слое из нелегированного GaN i-типа проводимости последовательно размещены сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из AlXGa1-XN, сглаживающий слой, канал из GaN, сглаживающий дополнительный слой, спейсер из AlXGa1-XN, сильнолегированный слой AlXGa1-XN, слой из GaN, слой диэлектрика из двуокиси гафния и дополнительный слой диэлектрика. При этом переключатель выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек DX, а канал легирован с двух сторон, а двумерный электронный газ образован между каналом и слоем из AlXGa1-XN. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Наверх