Волноводно-полосковый направленный ответвитель

 

Использование: техника СВЧ, в устройствах распределения мощности между линиями передачи. Сущность изобретения: волноводно-полосковый направленный ответвитель содержит прямоугольный волновод и полосковый проводник, выполненный в виде петли, размещенный на поверхности диэлектрической подложки и связанный с прямоугольным волноводом через отверстие связи в его широкой стенке. Начало и конец петли перекрещены под углом 90°, и область перекрещивания расположена над отверстием связи. Приведены формулы для расчета длины петли и величины смещения отверстия связи относительно продольной оси симметрии широкой стенки. 1 ил.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Р 5/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ

hX = =, аГССОВ(Я„/Я,„,). (21) 4844259/09 (22) 16,04.91 (46) 07,04,93. Бюл. N. 13 (71) Научно-исследовательский институт

"Орион" (72) С, В. Зайцев и А, С. Овсак (56) Авторское свидетельство СССР

N. 481089, кл, Н 01 P 5/18, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1510028, кл, Н 01 Р 5/18, 1989.. (54) ВОЛНОВОДНО-ПОЛОСКОВЫЙ .НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ (57) Использование, техника СВЧ, в устройствах распределения мощности между лиИзобретение относится к устройствам

СВЧ и наиболее эффективно может быть использовано в радиоизмерительной и приемно-передающей аппаратуре СВЧ диапазона.

Недостатком известного направленного ответвителя является. большая величина переходного ослабления (не менее 15 дб), обусловленная электромагнитным характером связи в устройствах данного класса (ответвителей Бете). Кроме того в ответвителях этого типа для обеспечения оптимальной направленности требуется однозначная взаиМная угловая ориентация основной и вспомогательной линий, что приводит к увеличению геометрических размеров и к усложнению конструкции ответвителя (необходимости увеличения количества отверстий связи).

Целью изобретения является уменьшение переходного ослабления и упрощение конструкции.,, SU „„1807537 А1 ниями передачи. Сущность изобретения: волноводно-полосковый направленный ответвитель содержит прямоугольный волноBoP M no locKoBblA ПРовоДник, Bbll1o éBHH lÉ в виде петли, размещенный на поверхности диэлектрической подложки и связанный с прямоугольным волноводом через отверстие связи в его широкой стенке. Начало и конец петли пеРекРещены под Углом 90 и область перекрещивания расположена над отверстием связи. Приведены формулы для расчета длины петли и величины смещения отверстия связи относительно продольной оси симметрии широкой стенки. 1 ил.

Поставленная цель достигается тем, что в волноводно-полосковом направленном ответвителе, содержащем прямоугольный волновод и полосковый проводник, выпол- а ненный в виде петли. размещенный на по- QQ верхности диэлектрической подложки и связанный с прямоугольным волноводом через отверстие связи в широкой стенке, смещенное относительно ее продольной оси симметрии, согласно изобретения, начало и конец петли перекрещены под углом на

90bl и область перекрещивания расположена над отверстием связи, причем длина петли выбрана равной I =- nЯдд+ у4д+ I где

fl — целое число. Ад — длина волны в полосковой линии, I — линейная поправка, при этом смещение hx отверстия связи относительно продольной оси симметрии широкой стенки прямоугольного волновода составляет

1807 .. 37 где а — размер широкой стенки прямоугольного вопновода, А, длина волны в свободном пространстве, !,р. — критическая длина волны прямоугольного волновода, Новые признаки, которыми обладает заявляемое техническое решение, а именно: смещение отверстия связи от оси широкой стенки волновода на величину hx, а также двукратное прохождение полоска вспомогательной линии определенной формы и длины над отверстием связи, обеспечивают соответствие заявленного решения критерию новизна, Новые признаки позволяют достичь положительный эффект.

Н10 волна в основной линии возбуждает нэ отверстии, смещенном от оси симметрии волновода на расстояние

Ж(= — 3 CCOSpo/Я р) электромагнитное

=а

Л поле с крутовой поляризацией. Согласно теории электромагнитных волн в волноводе, магнитные составляющие поля Нх и Hz связаны соотношением — g Hz/gzclx

2 2

=@cd Hx/gt + kzHx, где kz — продольное волновое число, е,„и — параметры среды, заполняющей волновод, Это соотношение определяет направление вращения поляризации поля отверстия в широкой стенке волновода, смещенного относительно его оси, — в правой части волновода — по часовой стрелке; в левой части — против часовой стрелки.

Полосковая линия, расположенная над отверстием, максимально возбуждается при совпадении поляризации поверхностных токов на отверстии с направлением продольной оси линии и не возбуждается при угле 90 между ними. В определенный момент времени поляризация токов на отверстии и направление оси полоска совпадает, При этом в полосковой линии возбуждается Т вЂ” волна, часть которой проходит в одно из ее плеч, а другая — в петлеобразный участок. Через четверть периода

СВЧ колебания фаза бегущей волны в волноводе в поперечной плоскости, проходящей через отверстие. изменится на 900.

Длина петли I вспомогательной линии выбрана в соответствии с заявляемой форму л л лой I = n — + — +

2 4 где 4л — длина волны в линии, — поправка, учитывающая влияние реактивности отверстия, и — целое, что обеспечивает изменение фазы Т вЂ” волны при проходе ее за четверть периода СВЧ колебания на 90 . Волна, прошедшая по петле, и поле вторично возбужденного отверстия оказываются синфазными, Двукратное прохождение полоска микрополосковой линии нэд отверстием связи с пря10

20 чертеж

30

40

45 нии волны из плеча 6 в плечо 7 волновода развязанное плечо микрополосковой линии

55 моугольным вопноводом при выпопнении условия синфэзности возбуждения и при преимущесчвенно магнитном характере связи обеспечивает направленной ответвление СВЧ волны, уменьшает переходное ослабление устройства, э также приводит к упрощению конструкции эа счет уменьшения количества отверстий связи до одного, Заявляемое техническое решение соответствует критерию "Существенные отличия", т.к. проведенный поиск аналогов устройства в патентной и научно-технической литературе показал, что все отличительные признаки предполагаемого изобретения в совокупности не выявлены в

СВЧ устройствах того же функционального назначения и с тем же положительным эффектом.

Для пояснения изобретения ниже приводится пример выполнения направленного ответвителя со ссылкой на прилагаемый

На чертеже показан волнаводно-микрополосковый направленный OTBBTBNTBIlb, Волноводно-микрополосковый направленный ответвитель состоит из отрезка 1 прямоугольного волновода, в широкой стенке которого имеется отверстие связи 2, смещенное вправо относительно продольной оси широкой стенки на расстояние hx. Ha широкой стенке 3 волноводэ 1 расположена микрополосковая линия 4, полосок которой дважды проходит над отверстием связи, образуя петлю 5, длина которой определяется п Лл по формуле: I = п — + — + I, 2 4 гдеАп — длина волны в линии, — поправка. учитывающая влияние реактивности отверстия, n — целое число, Конкретное значение длины петли MRR определяется для конкретных значений параметров микрополосковой линии, частоты падающего сигнала, реактивности отверстия известными методами инженерного расчета, При прохожде8 повернуто на 90 по часовой стрелке относительно выходного плеча 9, Устройство работает следующим образом.

На вход 6 устройства падает волна Н !и.

Отверстие 2, в широкой стенке 3 волноводэ на расстоянии hx = 3ICCOSp 4„) от ее а продольной оси, возбуждает электромагнитное поле с круговой поляризацией, Мик. рополосковая пиния 4, с произвольной угловой ориентацией относительно основ ного вопноводэ, направленно отве-в яеl

1807537 часть СВЧ мощности в плечо 9, второе плечо

8 при этом является изолированным, Составитель 3. Калюжная

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А, Мотыль

Редактор

Заказ 1383 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

Формула изобретения

Волноводно-полосковый направленный от- 5 ветвитель, содержащий прямоугольный волновод и полосковый проводник, выполненный в виде петли, размещенный на по-верхности диэлектрической подложки и связанный с прямоугольным волноводом 10 через отверстие связи в широкой стенке, смещенное относительно ее продольной оси симметрии, отл ича ю щи йся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения величины переходного ослаб- 15 ления, начало и конец петли перекрещены под углом 90", и область перекрещивания расположена над отверстием связи, причем длина! петли выбрана равной I -- n Л,/2 -

+Л /4+ 1, где и — целое число: Лд — длина волны в полосковой линии; I — линейная поправка. при этом смещение hx отверстия связи относительно продольной оси симметрии широкой стенки прямоугольного волновода составляет Лх =э/ тагссоз (ilolCp) где а — размер широкой стенки прямоугольного волновода; Ло — длина волны в свободном пространстве; Л р — критическая длина волны прямоугольного волновода.