Диэлектрический волновод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскив

Социалистичесник республик (щ 1001247 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1311.81 (2f) 3355044/18-09 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 2802.83. Бюллетень М 8 р М gw з

Н 01 P 3/16

Государственный комитет

СССР

ll0 делам изобретеиий и открытий (j3) УДК 621. 372 (088. 8) Дата опубликования описания 28 с

Л.H.Båðøèíèíà и А.H.С 4ов - - - ."К, „,: !

У

1 (72) Авторы изобретения

-"!

Ордена Трудового Красного Знамени ФПыжНтут ради техники и электроники AH СССР (71) Заявитель (5 4 ) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВОЛН ОВОД!

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в частности в функциональных элементах, интегральных схемах, в том числе миллиметрового и субмиллнметрового диапазона.

Известен одноволновый диэлектрический волновод в. виде диэлектрического стержня с прямоугольным-поперечным сечением (1 j.

Недостатком его является сложность реализации в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах.

Наиболее близким к предлагаемому является диэлектрический волновод, содержащий диэлектрический стержень, расположенный на диэлектрической подложке (2 ). Однако у этого диэлектрического волновода при заданных размерах и диэлектрической проницаемости диэлектрического стержня и диэлектрической подложки сложно обеспечить одноволновый режим.

Цель изобретения — обеспечение одноволнового режима в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн при заданных размерах и диэлектрической проницаемости диэлектрического стержня к диэлектрической подложки.

Поставленная цель достигается тем, что в диэлектрическом волноводе диэлектрическая подложка выполнена в виде гребенчатой структуры, промежутки между гребнями которой заполнены диэлектрическим материалом с диэлектрической проницаемостьв равной

6= Еэф- — с и где E — эффективная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки;

Еп — диэлектрическая проницаемость материала гребенчатой структуры;

Ъ и р — соответственно толщина гребня и период гребенчатой структуры.

На чертеже приведена конструкция диэлектрического волновода.

Диэлектрический волновод состоит из диэлектрического стержня 1, ди-. электрической подложки, выполйенной в виде гребенчатой структуры 2, промежутки между гребнями которой заполнены диэлектрическим материа30 лом 3. l ÷01247

Устройство работает следующим образом.

По диэлектрическому стержню 1 распространяется волна ЕД, переотражаясь между его верхней границей н прилегающей к нему плоскостью диэлектрической подложки.

Так как гребенчатая структура 2 является частопериодической, т.е. период р ее меньше длины волны то гребенчатая поверхность диэлектрической подложки из материала с диэлектрической проницаемостью Ед, канавки которой заполнены диэлектрическим материалом 3 с проницаемостью

Е, де»»ствует на распространяющуюся волну Е как диэлектрик с усредненМ1 ной диэлектрической проницаемостью

Е, которая приближенно вычисляется по формуле

=8+ --(Е -Е).

Ь ° эФ р »»

Таким образом, за счет изменен»1я заполнения гребенчатой структуры 2- от 0 до 1 эффективная проницаемость

P подложки меняется от Е до f.»».

Режим распространения (одноволновый или многоволновый ). определяется разностьюд диэлектрической проницаемости диэйектрического стержня 1

Ко и эффективной проницаемости диэлектрической подложки йЯэф = с - эф.

Для заранее выбранных поперечном сечении диэлектрического стержня 1 а.»ха.2) (мм и его проницаемости Е

2 а также величине замедления волны " 1 ".- )И Т.- ) где KZ > K - постоянная распростра, нения волны E K=- — i, величина Еэ>

»» „2У

71 Л . » обеспечивающая одноволновый режим, определяется из соотношения

2)» Л (-" —; Я = ; Я

«

Л « 2ф «««П 2(E Е» Ф

В соответствии с выражением для эффективной диэлектрической прони, цаемости диэлектрической подложки коэффициент заполнения гребенки равен Ь)Р=(Е ф-Ц(Еп-Е гДе K ф Для ОДКОволнового режима с заданным замед«лением определяется из соотношения для К%с- К>. Глубина h гребенки выбирается большей, чем глубина проникновения поля н подложку, т.е. ) аЕ

В качестве заполнителя (диэлектрического материала 3 ) гребенчатой структуры 2 могут быть выбраны твердые, жидкие, порошкообразные материалы.

10 Предлагаемь:й волновод позволяет сочетать конструкции взаимных и невзаимных СВЧ элементов (модулятор, вентиль, Фазовращатель, переключател» и т.п.), изготовленных из фер.—

15 ритов и полупроводников (имеющих большую величину Е), при сохранении в них одноволнового режима с диэлектрическими подложками из материалов с небольшой величиной диэлектрической проницаемости и напол нителем, имеющим большую величину диэлектрической проницаемости.

Формула изобретения

Диэлектрический волновод, содержащий диэлектрический стержень, расположенный на диэлектрической подложке, отличающийся тем, что, с целью обеспечения одноволнового режима в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн при заданных размерах и диэлектрической проницаемости диэлектри35 ческого стержня и диэлектрической подложки, диэлектрическая подложка выполнена в виде гребенчатой структуры, промежутки между гребнями которой заполнены диэлектрическим материалом с диэлектрической проницаемостью Е, равяой

Я=ЕФ- — Е, 1-— где Е„ - диэлектрическая проницае45 мость материала гребенчатой структуры; 4 и р — соответственно толщина гребня и период гребенчатой структуры;

Е ф — эффективная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Взятышев В.Ф. Диэлектрические волноводы, М., "Сов. радио", 1970, с. 162. .2. Рожков Г.Д. и др. Расчет многослойного диэлектрического волновода. Труды Московского энергетичес6Î кого института. Вып. 100, 1972, с. 102 (прототип).

1001247

Составитель В.Eicos

Редактор A,Âëàñåíêo Техред О.Неце Корректор A. Дзятко

Заказ 1412/63 Тираа 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откРытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4