RU171403U1 - MICRODIRECT DIRECTIONAL TAP - Google Patents
MICRODIRECT DIRECTIONAL TAP Download PDFInfo
- Publication number
- RU171403U1 RU171403U1 RU2016134646U RU2016134646U RU171403U1 RU 171403 U1 RU171403 U1 RU 171403U1 RU 2016134646 U RU2016134646 U RU 2016134646U RU 2016134646 U RU2016134646 U RU 2016134646U RU 171403 U1 RU171403 U1 RU 171403U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductor
- output
- coupler
- metal base
- frequency range
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/181—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области радиотехники СВЧ и может использоваться в передающих системах для контроля уровня проходящей мощности в широком диапазоне частот. Микрополосковый направленный ответвитель содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено металлическое основание, а на другой стороне размещены первый проводник, концы которого являются входом и первым выходом ответвителя, и второй проводник, часть которого расположена параллельно части первого проводника так, что проводники имеют электромагнитную связь, при этом к одному концу второго проводника, диагонально противоположному входу, подключен первый резистор, второй вывод которого соединен с металлическим основанием, к другому концу второго проводника подключен второй выход, при этом длина участков первого и второго проводников, расположенных параллельно, меньше четверти длины волны на верхней частоте рабочего диапазона частот, во втором проводнике между упомянутым участком и вторым выходом, выполнен разрыв, в котором параллельно включены второй резистор и катушка индуктивности, и непосредственно до и после разрыва, к кромке этого проводника, подключены одними выводами третий и четвертый резисторы, другие выводы которых через первый и второй конденсаторы соединены с металлическим основанием. Технический результат – расширение диапазона частот с малой неравномерностью переходного ослабления при уменьшении габаритов ответвителя. 3 ил.The utility model relates to the field of microwave electronics and can be used in transmitting systems to control the level of transmitted power in a wide frequency range. The microstrip directional coupler contains a dielectric substrate, on one side of which a metal base is placed, and on the other side there is a first conductor, the ends of which are the input and the first output of the coupler, and a second conductor, part of which is parallel to the part of the first conductor so that the conductors have electromagnetic coupling while a first resistor is connected to one end of the second conductor, diagonally opposite the input, the second output of which is connected to a metal base the second output is connected to the other end of the second conductor, while the length of the sections of the first and second conductors located in parallel is less than a quarter of the wavelength at the upper frequency of the operating frequency range, in the second conductor between the mentioned section and the second output, a gap is made in which a second resistor and an inductor are included, and immediately before and after a break, to the edge of this conductor, the third and fourth resistors are connected by one terminal, the other terminals of which are through the first and second th capacitors are connected to a metal base. The technical result is the expansion of the frequency range with a small unevenness of the transition attenuation while reducing the dimensions of the coupler. 3 ill.
Description
Полезная модель относится к области радиотехники СВЧ и может использоваться в передающих системах для контроля уровня проходящей мощности в широком диапазоне частот.The utility model relates to the field of microwave electronics and can be used in transmitting systems to control the level of transmitted power in a wide frequency range.
Известен микрополосковый ответвитель (Пат. РФ №2101808 МПК Н01Р 5/18, опубл. 10.01.1998 г.), содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено металлическое основание, а на другой стороне - две связанные линии передач, параллельные друг другу. Замкнутый кольцевой проводник сформирован вокруг линии передачи и электромагнитно связан с ними. Известный ответвитель имеет постоянное переходное ослабление в полосе частот не более октавы.A microstrip coupler is known (Pat. RF No. 2101808 MPK Н01Р 5/18, publ. 10.01.1998) containing a dielectric substrate, on one side of which a metal base is placed, and on the other side are two connected transmission lines parallel to each other. A closed ring conductor is formed around the transmission line and is electromagnetically coupled to them. Known coupler has a constant transitional attenuation in the frequency band of not more than an octave.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является, выбранный в качестве прототипа, ответвитель на связанных линиях, выполненный на микрополосковой линии передачи (Справочник по элементам полосковой технике. Под редакцией А.Л. Фельдштейна, М., Связь 1979 г. стр. 91). Микрополосковый направленный ответвитель на связанных линиях содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено металлическое основание, а на другой стороне - первый проводник, концы которого являются входом и первым выходом ответвителя, и второй проводник, часть которого расположена параллельно части первого проводника вблизи его так, что проводники имеют электромагнитную связь. К одному концу второго проводника, диагонально противоположному входу, подключена нагрузка в виде резистора, второй вывод которого соединен с металлическим основанием. К другому концу второго проводника подключен второй выход ответвленной мощности. Длина участков первого и второго проводников, расположенных параллельно, равна четверти длины волны на средней частоте рабочего диапазона частот.Closest to the claimed utility model is a coupler on connected lines, selected as a prototype, made on a microstrip transmission line (Guide to elements of strip technology. Edited by A. L. Feldstein, M., Communication 1979, p. 91). A microstrip directional coupler on connected lines contains a dielectric substrate, on one side of which a metal base is placed, and on the other side, a first conductor, the ends of which are the input and the first output of the coupler, and a second conductor, part of which is parallel to the part of the first conductor close to it, that conductors have electromagnetic coupling. A load in the form of a resistor is connected to one end of the second conductor, diagonally opposite the input, the second terminal of which is connected to a metal base. A second branch power output is connected to the other end of the second conductor. The length of the sections of the first and second conductors located in parallel is equal to a quarter of the wavelength at the middle frequency of the operating frequency range.
Недостатком известного ответвителя является большая неравномерность переходного ослабления в диапазоне частот более октавы, а также большие габариты. Кроме того, из-за разности фазовых скоростей нечетной и четной волн, ответвитель имеет малую направленность, особенно для больших уровней переходного ослабления. Для расширения диапазона частот с малой неравномерностью переходного ослабления, ответвителям необходимо дополнительно вводить несколько четвертьволновых отрезков связанных линий, что приводит к значительному увеличению габаритов.A disadvantage of the known coupler is the large unevenness of the transitional attenuation in the frequency range of more than an octave, as well as large dimensions. In addition, due to the difference in phase velocities of the odd and even waves, the coupler has a small directivity, especially for large levels of transition attenuation. To expand the frequency range with a small unevenness of transition attenuation, couplers need to additionally introduce several quarter-wave segments of connected lines, which leads to a significant increase in size.
Задачей полезной модели является расширение диапазона частот с малой неравномерностью переходного ослабления, при уменьшении габаритов ответвителя.The objective of the utility model is to expand the frequency range with a small unevenness of the transition attenuation, while reducing the size of the coupler.
Решение указанной технической задачи достигается тем, что в микрополосковом направленном ответвителе содержащем диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено металлическое основание, а на другой стороне размещены первый проводник, концы которого являются входом и первым выходом ответвителя, и второй проводник, часть которого расположена параллельно части первого проводника так, что проводники имеют электромагнитную связь, при этом к одному концу второго проводника, диагонально противоположному входу, подключен первый резистор, второй вывод которого соединен с металлическим основанием, к другому концу второго проводника подключен второй выход, согласно изобретению, длина участков первого и второго проводников, расположенных параллельно, меньше четверти длины волны на верхней частоте рабочего диапазона частот, во втором проводнике между упомянутым участком и вторым выходом, выполнен разрыв, в котором параллельно включены второй резистор и катушка индуктивности, и непосредственно до и после разрыва, к кромке этого проводника, подключены одними выводами третий и четвертый резисторы, другие выводы которых через первый и второй конденсаторы соединены с металлическим основанием.The solution of this technical problem is achieved by the fact that in a microstrip directional coupler containing a dielectric substrate, on one side of which a metal base is placed, and on the other side there is a first conductor, the ends of which are the input and the first output of the coupler, and a second conductor, part of which is parallel to the part the first conductor so that the conductors have electromagnetic coupling, while the first one is connected to one end of the second conductor, diagonally opposite to the input a resistor, the second terminal of which is connected to a metal base, a second output is connected to the other end of the second conductor, according to the invention, the length of the sections of the first and second conductors arranged in parallel is less than a quarter of the wavelength at the upper frequency of the operating frequency range, in the second conductor between the said section and the second output, a gap is made in which a second resistor and inductor are connected in parallel, and one terminal is connected directly to and after the gap to the edge of this conductor there are third and fourth resistors, the other terminals of which are connected to a metal base through the first and second capacitors.
Введение в ответвленный выход ответвителя сосредоточенных элементов (трех резисторов, двух конденсаторов и катушки индуктивности), образующих согласованный амплитудный корректор, ослабление которого увеличивается с ростом частоты, позволяет использовать ответвитель с малой длиной области электромагнитной связи проводников, переходное ослабление которого уменьшается с ростом частоты. При этом суммарное переходное ослабление имеет малую неравномерность в широком диапазоне частот.The introduction of concentrated elements (three resistors, two capacitors and an inductor) into the branch output of the coupler, forming a matched amplitude corrector, the attenuation of which increases with increasing frequency, allows the use of a coupler with a short length of the electromagnetic coupling region of the conductors, the transient attenuation of which decreases with increasing frequency. In this case, the total transitional attenuation has a small unevenness over a wide frequency range.
Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого устройства из литературы неизвестны, поэтому оно соответствует критериям новизны.The combination of distinctive features and properties of the proposed device from the literature are unknown, therefore, it meets the criteria of novelty.
На фиг. 1 приведена топология платы предлагаемого микрополоскового направленного ответвителя; на фиг. 2 - схема ответвителя; на фиг. 3 - расчетные амплитудно-частотные характеристики АЧХ опытного образца.In FIG. 1 shows the topology of the board of the proposed microstrip directional coupler; in FIG. 2 is a schematic of a coupler; in FIG. 3 - calculated amplitude-frequency characteristics of the frequency response of the prototype.
Предлагаемый микрополосковый направленный ответвитель содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой размещено металлическое основание, а на другой стороне расположены первый проводник 2, концы которого являются входом ВХ и первым выходом ВЫХ1 ответвителя, и второй проводник 3. Части проводников 2, 3 на длине l0 расположены параллельно друг другу с зазором S так, что проводники связаны электромагнитной связью. К одному концу второго проводника 3, диагонально противоположному входу, подключен первый резистор 4, второй вывод которого соединен с металлическим основанием платы 1.The proposed microstrip directional coupler contains a
К другому концу второго проводника 3 подключен второй выход ВЫХ2. Во втором проводнике 3, между выходом ВЫХ2 и его участком с электромагнитной связью, выполнен разрыв, в котором параллельно включены второй резистор 5 и катушка индуктивности 6. Непосредственно до и после разрыва, к кромке проводника 3, подключены одними выводами резисторы 7 и 8, другие выводы которых соединены с конденсаторами 9, 10, соответственно. Другие выводы конденсаторов 9,10 соединены с металлическим основанием платы 1. Резистор 4, конденсаторы 9, 10 с металлическим основанием могут быть соединены через металлизированные отверстия 11 в плате. В проводнике 3, на краях области электромагнитной связи, выполнены выступы 12, обеспечивающие дополнительные емкости между связанными линиями для выравнивания фазовых скоростей нечетной и четной волн.The second output OUT2 is connected to the other end of the
Длина области связи проводников 2 и 3 - l0 выбирается меньше четверти длины волны на верхней частоте рабочего диапазона частот. Зазор S между проводниками 2, 3 выбирается из условия получения требуемого переходного ослабления между входом ВХ и выходом ВЫХ2 на нижней частоте рабочего диапазона частот. При этом, чем меньше зазор S, тем меньше длина области связи l0.The length of the communication region of
Сопротивление резистора 4, выполняющего роль согласованной нагрузки, выбирается равным сопротивлению входа и выходов.The resistance of the
Сопротивление резисторов 5, 7, 8 выбираются как сопротивления П-образного согласованного резистивного аттенюатора, обеспечивающего ослабление примерно равное перепаду переходного ослабления ответвителя с укороченной областью связи на крайних частотах рабочего диапазона частот. Емкость конденсаторов 9, 10 и индуктивность катушки 6 выбирается из условия согласования со стороны выхода ВЫХ2 и получения минимальной частотной неравномерности переходного ослабления. Выбор производится на основе анализа схемы, представленной на фиг. 2.The resistance of
Предлагаемый микрополосковый направленный ответвитель работает следующим образом.The proposed microstrip directional coupler operates as follows.
СВЧ мощность, поступающая на вход ВХ, проходит по проводнику 2 на выход ВЫХ1, при этом часть мощности, из-за электромагнитной связи проводников 2 и 3, ответвляется в проводник 3, на конце области связи, ближнем к входу. Так как длина области связи меньше четверти длины волны, переходное ослабление уменьшается с ростом частоты и достигает минимального значения на частоте, где длина области связи равно четверти длины волны, т.е. выше рабочего диапазона частот. Далее ответвленный СВЧ сигнал проходит на выход ВЫХ2 через П-образный согласованный амплитудный корректор, выполненный на сосредоточенных элементах (резисторах 5, 7, 8, двух конденсаторах 9, 10 и катушке индуктивности 6), ослабление которого увеличивается с ростом частоты. Корректор на низких частотах не вносит ослабления, так как последовательно включенный резистор 5 шунтируется катушкой индуктивности 6, а параллельно включенные резисторы 7, 8 изолированы от корпуса конденсаторами 9, 10. На высоких частотах, где сопротивление катушки и проводимость конденсаторов становится много меньшим сопротивлениям резисторов, корректор представляет собой П-звено резистивного аттенюатора, ослабление которого определяется сопротивлениями резисторов 5, 7, 8.Microwave power supplied to input VX passes through
В результате переходное ослабление с входа ВХ на выход ВЫХ2 практически не зависит от частоты. В диапазоне частот с перекрытием до 40, ответвитель обеспечивает переходное ослабление 38 дБ с неравномерностью 1 дБ, что показано на фиг. 2.As a result, the transient attenuation from input VX to output OUT2 is practically independent of frequency. In the frequency range with an overlap of up to 40, the coupler provides a transient attenuation of 38 dB with an unevenness of 1 dB, as shown in FIG. 2.
Ответвитель имеет высокую направленность, так как, при укороченной области связи, разность фаз четной и нечетной волн мала. Кроме того, ответвитель имеет компенсирующие краевые емкости.The coupler has a high directivity, since, with a shortened communication region, the phase difference of the even and odd waves is small. In addition, the coupler has compensating edge tanks.
На предприятии изготовлены опытные образцы устройств, в которые входит предлагаемый ответвитель. Ответвитель выполнен на плате из материала поликор толщиной 1 мм. Резисторы выполнены методом напыления. Катушка индуктивности и конденсаторы в виде элементом типоразмера 0603. В диапазоне частот с перекрытием равным 15, ответвитель обеспечивал переходное ослабление 38 дБ, при неравномерности 1.2 дБ. Габариты (длина) 5 мм. Прототип бы имел при длине 30 мм неравномерность ослабления 13 дБ, что не позволяет использовать его с целью контроля мощности. Таким образом, предлагаемый ответвитель, в отличие от прототипа, позволяет использовать его для контроля мощности в диапазоне частот с перекрытием более 10. При этом габариты его намного меньше.The company made prototypes of devices, which include the proposed coupler. The coupler is made on a circuit board made of
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016134646U RU171403U1 (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | MICRODIRECT DIRECTIONAL TAP |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016134646U RU171403U1 (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | MICRODIRECT DIRECTIONAL TAP |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU171403U1 true RU171403U1 (en) | 2017-05-30 |
Family
ID=59032623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016134646U RU171403U1 (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | MICRODIRECT DIRECTIONAL TAP |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU171403U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685551C1 (en) * | 2018-08-10 | 2019-04-22 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Tandem coupler on coupled lines |
RU2797818C1 (en) * | 2022-10-10 | 2023-06-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Miniature directional coupler |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4150345A (en) * | 1977-12-02 | 1979-04-17 | Raytheon Company | Microstrip coupler having increased coupling area |
US20050001695A1 (en) * | 2002-01-11 | 2005-01-06 | Powerwave Technologies, Inc. | Microstrip coupler |
RU113420U1 (en) * | 2011-08-09 | 2012-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | DOUBLE MICRO-STRIP TAP |
RU133654U1 (en) * | 2013-04-01 | 2013-10-20 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | MICRO-STRIP TAP |
-
2016
- 2016-08-24 RU RU2016134646U patent/RU171403U1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4150345A (en) * | 1977-12-02 | 1979-04-17 | Raytheon Company | Microstrip coupler having increased coupling area |
US20050001695A1 (en) * | 2002-01-11 | 2005-01-06 | Powerwave Technologies, Inc. | Microstrip coupler |
RU113420U1 (en) * | 2011-08-09 | 2012-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | DOUBLE MICRO-STRIP TAP |
RU133654U1 (en) * | 2013-04-01 | 2013-10-20 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | MICRO-STRIP TAP |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по элементам полосковой техники. Под редакцией А.Л. Фельдштейна, М., Связь 1979, стр. 91-94. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685551C1 (en) * | 2018-08-10 | 2019-04-22 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Tandem coupler on coupled lines |
RU2797818C1 (en) * | 2022-10-10 | 2023-06-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Miniature directional coupler |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3224900B1 (en) | Millimeter wave dual-mode diplexer and method | |
JP6280985B2 (en) | Compact wireless directional coupler for cellular applications | |
US20150270820A1 (en) | Tunable filter using variable impedance transmission lines | |
US3965445A (en) | Microstrip or stripline coupled-transmission-line impedance transformer | |
RU2666969C1 (en) | Nonlinear divider of uhf signal power on spin waves | |
US9564860B2 (en) | Multimode operation for differential power amplifiers | |
RU171403U1 (en) | MICRODIRECT DIRECTIONAL TAP | |
KR102591621B1 (en) | Microwave power combiner | |
US10243250B2 (en) | Two-way microwave power divider | |
KR101661151B1 (en) | Nonuniform distributed power amplifier having tapered capacitors | |
US2735073A (en) | Bandpass | |
KR20150057673A (en) | Directional coupler device with high isolation characteristics | |
US2404832A (en) | Switch for high-frequency electrical oscillations | |
CN104051827A (en) | Broadband band-pass filter based on spiral defect ground | |
EP3220477A1 (en) | Directional coupler and power splitter made therefrom | |
CN107959479B (en) | Microwave plane 180-degree hybrid network | |
US7746193B2 (en) | Miniature 180 degree hybrid coupler | |
Antoniades et al. | A compact crossover using NRI-TL metamaterial lines | |
US3517348A (en) | Microwave phase disperser | |
KR100604159B1 (en) | Branch Line Coupler with Cross Coupling | |
US9112572B2 (en) | 2 channel switched loop-thru microwave switch | |
RU2534956C1 (en) | BROADBAND π/2 PHASE CHANGER | |
RU2658502C1 (en) | Discrete microwave phase shifter | |
EP2869466A1 (en) | Amplifier circuit | |
RU2592717C1 (en) | Microstrip corrector of amplitude-frequency characteristics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190825 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20210301 |