Соединитель микрополосковых свч-устройств

 

Использование: техника СВЧ. Сущность изобретения: соединитель содержит металлическое основание, на котором расположены две одинаковой толщины диэлектрические подложки с токонесущими проводниками. Токонесущие проводники соединены металлической перемычкой. Расстояние от металлического основания до металлической перемычки, расположенной между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек, меньше толщины диэлектрической подложки. Расстояние между диэлектрическими подложками выбирается из интервала λ/10-λ/4 , где λ- средняя длина рабочего диапазона длин волн в свободном пространстве. 2 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано при соединении и настройке микрополосковых СВЧ-устройств в активных приемно-передающих системах СВЧ, а также в пассивных фильтрующих, развязывающих и распределительных СВЧ-устройствах, имеющих гибридно-интегральное исполнение.

Известен соединитель микрополосковых СВЧ-устройств, содержащий диэлектрические подложки, расположенные на одном металлическом основании, и токонесущие проводники, соединенные металлической перемычкой, имеющей выпуклую форму [1] Недостатком известного соединителя является рассогласование соединяемых СВЧ-устройств и увеличение электромагнитных потерь из-за увеличения волнового сопротивления и излучения СВЧ-линии, образованной металлической перемычкой, имеющей выпуклую форму, и металлическим основанием.

Известно устройство, содержащее металлическую пластину, диэлектрическую подложку и токонесущий микрополосковый проводник [2] Известное устройство позволяет производить настройку микрополосковых СВЧ-устройств за счет изменения расстояния между токоведущим проводником микрополосковой линии и металлической пластиной, расположенной со стороны поверхности диэлектрической подложки, на которой расположен токонесущий проводник.

Недостатком устройства является малоэффективность настройки микрополосковых СВЧ-устройств, обусловленная экранировкой металлическим замыкателем сравнительно слабого краевого поля.

Наиболее близким устройством к описываемому изобретению является соединитель микрополосковых СВЧ-устройств, содержащий металлический экран, на котором расположены на расстоянии одна от другой две диэлектрические подложки одинаковой толщины с токонесущими проводниками, соединенными между собой металлической перемычкой [3] Недостатком известного соединителя является низкий коэффициент передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами, который связан со скачком волноводного сопротивления между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-уст- ройствами и излучением СВЧ-линии, образованной металлической перемычкой и металлическим основанием, за счет зазора между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек и выпуклой формы, соединяющей перемычки, находящейся в плоскости расположения токонесущих проводников.

Цель изобретения увеличение коэффициента передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами.

Сущность изобретения заключается в том, что в соединителе микрополосковых СВЧ-устройств, содержащем металлический экран, на котором расположены на расстоянии одна от другой две диэлектрические подложки одинаковой толщины с токонесущими проводниками, соединенными между собой металлической перемычкой, расстояние от металлического экрана до металлической перемычки, расположенной между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек, меньше толщины диэлектрических подложек, а расстояние между диэлектрическими подложками выбрано в интервале λ /10 λ/4, где λ средняя длина рабочего диапазона длин волн в свободном пространстве.

Увеличение коэффициента передачи между соединяемыми СВЧ-устройствами связано с обеспечением согласования между устройствами путем выбора волнового сопротивления СВЧ-линии, образованной металлической перемычкой и металлическим экраном, равным входному сопротивлению соединяемых микрополосковых СВЧ-устройств. Это достигается за счет выбора расстояния от металлического экрана до металлической перемычки, расположенной между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек, менее толщины диэлектрической подложки, а также за счет выбора расстояния между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек из интервала λ /10 λ /4. При этом приближение к максимальному коэффициенту передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами достигается при величине расстояния между металлическим экраном и металлической перемычки менее t, так как, при данном расстоянии волновое сопротивление СВЧ-линии, образованной металлической перемычкой и металлическим экраном, близко волновому сопротивлению соединяемых токонесущих проводников. Указанный интервал расстояний λ/10 -λ /4 между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек позволяет в широких пределах согласовать реактивные составляющие входных сопротивлений соединяемых микрополосковых СВЧ-устройств.

При величине расстояния между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек более λ/4 происходит увеличение элекромагнитных потерь за счет увеличения длины линии, образованной металлической перемычкой и металлическим экраном, имеющей повышенные по сравнению с несимметричной микрополосковой линией, выполненной на диэлектрической подложке, поля рассеяния.

Если расстояние между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек микрополосковых линий составляет менее λ/10, то соединяющая перемычка представляет сосредоточенный элемент, что ограничивает диапазон регулировки волнового сопротивления и, следовательно, не позволяет достичь максимального уровня коэффициента передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами.

Кроме того, при малых расстояниях (менее λ/10) между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек возникают технологические трудности по регулировке изгиба перемычки.

На фиг. 1 представлен продольный разрез соединителя микрополосковых СВЧ-устройств; на фиг. 2 то же, вид сверху.

Соединитель микрополосковых СВЧ-устройств содержит металлический экран 1, на котором расположены две одинаковой толщины диэлектрические подложки 2, 4. На диэлектрических подложках 2, 3 расположены токонесущие проводники 4, 5, концы 6, 7 которых соединены металлической перемычкой 8. Расстояние от металлического экрана 1 до металлической перемычки 8, расположенной между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек 2, 3, менее их толщины. Расстояние между диэлектрическими подложками 2, 3 выбирается из интервала λ /10 λ/4. При расстоянии между металлическим экраном 1 и металлической перемычки 8 менее t (t толщина диэлектрических подложек) коэффициент передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами близко к максимальной величине.

Соединитель работает следующим образом.

При возбуждении одного из токонесущих проводников 4 СВЧ-сигнал распространения через металлическую перемычку 8. За счет выбора расстояния между металлическим экраном 1 и токонесущим проводником 8 менее толщины диэлектрической подложки 2 обеспечивается согласование входных сопротивлений соединяемых микрополосковых СВЧ-устройств. Если расстояние между металлическим экраном 1 и металлической перемычкой 8 менее t, коэффициент передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами близок к максимальной величине. Выбор расстояния между диэлектрическими подложками 2 и 3 из интервала λ /10 λ/4 позволяет компенсировать не только активную, но и реактивную составляющие входного импеданса соединяемых микрополосковых СВЧ-устройств. Согласование входного импеданса микрополосковых устройств обеспечивает расстояние СВЧ-сигнала через металлическую перемычку 8 практически без отражения.

Таким образом, соединитель микрополосковых СВЧ-устройств обеспечивает высокий коэффициент передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами.

Формула изобретения

СОЕДИНИТЕЛЬ МИКРОПОЛОСКОВЫХ СВЧ-УСТРОЙСТВ, содержащий металлический экран, на котором расположены на расстоянии одна от другой две диэлектрические подложки одинаковой толщины с токонесущими проводниками, соединенными между собой металлической перемычкой, отличающийся тем, что расстояние от металлического экрана до металлической перемычки, которая расположена между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек, меньше толщины диэлектрических подложек, а расстояние между диэлектрическими подложками выбрано в интервале λ/10-λ/4, где λ средняя длина рабочего диапазона длин волн в свободном пространстве.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2