Патент на изобретение №2165664
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) МИКРОПОЛОСКОВЫЙ КОРРЕКТОР ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ
(57) Реферат: Сущность изобретения: микрополосковый корректор группового времени запаздывания содержит микрополосковую структуру, образованную Т-образным соединением отрезков микрополосковых линий, при этом заземляемое основание выполнено сплошным и полосковые проводники структуры соединены между собой гальванически. Технический результат заключается в упрощении конструкции. 3 ил. Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Известен корректор группового времени запаздывания на основе C-секции [1] , содержащий связанные реберно-диэлектрические линии и комплексное шунтирующее сопротивление, включенное в перемычку, соединяющую концы линий. Недостатками такого корректора являются неинтегральность исполнения и большие габариты. Наиболее близким по совокупности существенных признаков является корректор [2] , содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещено металлизированное основание, а на другой – расположен проводник, концы которого являются входом и выходом, и шлейф, подключенный через конденсатор к проводнику одним концом и разомкнутый на другом конце, а в металлизированном основании выполнена полуволновая щель, короткозамкнутая на концах и размещенная вдоль шлейфа. Недостатками такого корректора являются сложность конструкции и наличие сосредоточенного элемента – конденсатора. Техническим результатом при использовании изобретения является упрощение конструкции. Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый корректор содержит микрополосковую структуру, образованную T-образным соединением отрезков микрополосковых линий, которые для уменьшения габаритов выполняются со скачками волнового сопротивления. Отличия заявляемого корректора от наиболее близкого аналога заключаются в том, что в заземляемом основании отсутствует щелевой резонатор, а отрезки микрополосковых линий имеют гальваническую связь друг с другом. Изобретение поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображен вид сверху заявляемого корректора, чертежом (фиг. 2), поясняющим принцип работы корректора, и графиками (фиг. 3), демонстрирующими характеристики конкретных реализаций корректора. Заявляемый корректор содержит микрополосковую структуру, образованную T-образным соединением отрезков микрополосковых линий, подложка и проводники которой обозначены (фиг. 1) позициями 1 и 2 соответственно. Вход и выход подключаются к плечам структуры, а для уменьшения габаритов устройства микрополосковые проводники структуры выполняются со скачком волнового сопротивления. Корректор работает следующим образом. Фактически такая микрополосковая структура представляет собой двухмодовый микрополосковый резонатор в том смысле, что в полосе рабочих частот в нем возбуждаются два типа колебаний. На фиг. 2 схематически показаны направления высокочастотных токов в структуре, соответствующие этим двум модам. Назовем моду, направление высокочастотных токов которой совпадает с направлением вход-выход (фиг. 2а), продольной, а вторую моду (фиг. 2б) – поперечной. При соответствующем выборе размеров микрополосковых проводников резонансные частоты вышеуказанных мод сближаются, образуя полосу пропускания устройства. При этом СВЧ-сигнал, проходящий структуру и попадающий на резонанс продольной моды, претерпевает фазовый сдвиг на , а фаза сигнала, попадающего на резонанс поперечной моды, не меняется. Благодаря этому фазово-частотная характеристика такой структуры в полосе пропускания является нелинейной, а частотная зависимость группового времени запаздывания – неравномерной. Взаимное положение мод по частоте зависит от соотношения размеров микрополосковых проводников структуры, чем определяется и крутизна фазово-частотной характеристики и соответственно знак наклона частотной зависимости группового времени запаздывания в рабочем диапазоне частот. Частоту продольной моды можно вычислить приближенно по формуле [3]: где c – скорость света; l1 и l2 – размеры структуры в соответствии с фиг. 1; Z1, Z2 и 1эф, 2эф – соответственно волновые сопротивления и эффективные диэлектрические проницаемости [4] отрезков микрополосковых линий, ширина которых на фиг. 1 обозначена w1 и w2. Знак наклона частотной зависимости г.в.з. (фиг. 3) определяется соотношением частот продольной (fl) и поперечной (ft) мод: 1) если fl > ft, то наклон отрицательный (кривая 1), 2) если fl < ft, то наклон положительный (кривая 2). Этим двум условиям соответствуют эмпирические соотношения: 1) 1+2/2 < 3+4, 2) 1+2/2 > 3+4, где электрические длины отрезков микрополосковых линий, ширина которых на фиг. 1 обозначена соответственно wi. Здесь, как и ранее, c – скорость света, а iэф – эффективная диэлектрическая проницаемость микрополосковой линии соответствующей ширины. Шириной входного и выходного отрезков микрополосковых линий регулируется скачок волнового сопротивления между ними и линиями передачи на входе и выходе устройства, тем самым изменяется связь резонатора с трактом, а вместе с этим и нагруженная добротность его рабочих резонансов, что позволяет управлять шириной полосы пропускания. На фиг. 3 приведены графики частотной зависимости группового времени запаздывания (г. в. з.) для двух примеров реализации корректора со следующими конструктивными параметрами. 1) l1 = 22 мм, l2 = 11 мм, l3 = 9.5 мм, l4 = 5 мм, w1 = w4 = 5 мм, w2 = w3 = 1 мм. 2) l1 = 25.8 мм, l2 = 12 мм, w1 = 5.5 мм, w2 = w3 = 1 мм, w4 = 5 мм. Подложки из керамики ТБНС ( = 80) толщиной 1 мм. Обе конструкции симметричны относительно вертикальной оси. Измерения проведены с использованием 50-омного тракта. Вносимые потери в рабочем диапазоне частот составляли 0.2-0.5 дБ, а минимум обратных потерь 14 дБ. К достоинствам заявляемого корректора можно отнести следующее. Технологичность изготовления устройства; отсутствие щелевого резонатора в заземляемом основании, исключающее необходимость подвешивания подложки; характеристики устройства с высокой точностью рассчитываются в квазистатическом приближении, требующем на два-три порядка меньше машинного времени, чем электродинамический расчет. Последнее обстоятельство особенно важно при интегрировании конструкции в систему автоматизированного проектирования. Литература 1. Дрогалев С. В. , Малютин Н.Д., Использование C-секции с неуравновешенной электромагнитной связью в корректорах группового времени замедления. – Радиотехника, 1994, N 12, с. 30-32. 2. А.с. СССР N 1603455, кл. H 01 P 1/18 (прототип). 3. Беляев Б. А., Тюрнев В.В., Васильев В.А., Рагзин Г.М., Исследование микрополосковых резонаторов и устройств СВЧ на их основе. Часть II, Препринт N 448Ф, Институт физики СО АН СССР, Красноярск, 1987, с. 14. 4. Гвоздев В. Н. , Нефедов В.И. Объемные интегральные схемы СВЧ. – М.: Наука, 1985, с. 34. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.07.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 2-2003
Извещение опубликовано: 20.01.2003
|
||||||||||||||||||||||||||