RU180138U1 - COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP - Google Patents
COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP Download PDFInfo
- Publication number
- RU180138U1 RU180138U1 RU2017137548U RU2017137548U RU180138U1 RU 180138 U1 RU180138 U1 RU 180138U1 RU 2017137548 U RU2017137548 U RU 2017137548U RU 2017137548 U RU2017137548 U RU 2017137548U RU 180138 U1 RU180138 U1 RU 180138U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- transmission line
- artificial
- artificial transmission
- transmission lines
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 76
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
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
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к технике сверхвысоких частот и направлена на уменьшение габаритных размеров направленных ответвителей. Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является уменьшение длин сегментов линий передачи в составе направленного ответвителя. Компактный трехшлейфный направленный ответвитель, характеризующийся тем, что содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением, пять искусственных линий передачи, две микрополосковые линии передачи, где первый вход пятой искусственной линии передачи соединен с первым входом устройства и первым входом десятого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход пятой искусственной линии передачи соединен с первым входом шестой и седьмой искусственной линии передачи, второй вход шестой искусственной линии передачи соединен с третьим входом устройства и первым входом одиннадцатого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход одиннадцатого четвертьволнового отрезка линии передачи соединен с четвертым входом устройства и первым входом девятой искусственной линии передачи, второй вход девятой искусственной линии передачи соединен со вторым входом седьмой и восьмой искусственной линии передачи, второй вход восьмой искусственной линии передачи соединен со вторым входом устройства и вторым входом десятого четвертьволнового отрезка линии передачи. Предпочтительным для реализации компактной конструкции являются шлейфы холостого хода. 2 з.п. ф-лы; 3 ил.The utility model relates to the field of radio engineering, namely to microwave technology and is aimed at reducing the overall dimensions of directional couplers. The technical result achieved by the implementation of the utility model is to reduce the lengths of segments of transmission lines in the directional coupler. A compact three-loop directional coupler, characterized in that it contains four input transmission lines with wave resistance, five artificial transmission lines, two microstrip transmission lines, where the first input of the fifth artificial transmission line is connected to the first input of the device and the first input of the tenth quarter-wave length of the transmission line, the second the input of the fifth artificial transmission line is connected to the first input of the sixth and seventh artificial transmission line, the second input of the sixth artificial transmission line with connected to the third input of the device and the first input of the eleventh quarter-wave length of the transmission line, the second input of the eleventh quarter-wave length of the transmission line is connected to the fourth input of the device and the first input of the ninth artificial transmission line, the second input of the ninth artificial transmission line is connected to the second input of the seventh and eighth artificial transmission line , the second input of the eighth artificial transmission line is connected to the second input of the device and the second input of the tenth quarter-wave length of the line Transferring. Preferred for the implementation of a compact design are idling loops. 2 s.p. f-ly; 3 ill.
Description
Полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована в радиотехнических устройствах различного назначения, например, радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах, а также в качестве функционального узла для построения делителей мощности, фазовращателей, смесителей, модуляторов, дискриминаторов, сумматоров мощности.The utility model relates to microwave technology and can be used in radio devices for various purposes, for example, radar, radio navigation, communications, antenna systems, as well as a functional unit for constructing power dividers, phase shifters, mixers, modulators, discriminators, power combiners.
В настоящий момент широкую известность получила конструкция квадратурного направленного ответвителя, выполненная в виде двух одинаковых отрезков линии передачи, например, коаксиального кабеля, длиной в 1/8 длины волны в линии и содержащего две сосредоточенные емкости связи, которые включены на концах отрезков между потенциальными проводниками линий («Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний.» Под ред. З.И. Моделя. Изд. "Советское радио", М. 1980. С. 86-87, рис. 6.6). Недостатками данного технического решения являются: узкая полоса рабочих частот и большой габаритный размер.At present, the design of a quadrature directional coupler made in the form of two identical segments of a transmission line, for example, a coaxial cable, 1/8 wavelength in a line and containing two lumped communication capacities that are connected at the ends of the segments between potential line conductors, is widely known. (“Devices for adding and distributing the power of high-frequency oscillations.” Edited by ZI Model. Publishing House “Soviet Radio”, M. 1980. S. 86-87, Fig. 6.6). The disadvantages of this technical solution are: a narrow band of operating frequencies and a large overall size.
Другая часто используемая конструкция представляет собой квадратурный направленный ответвитель на элементах с сосредоточенными параметрами. Ответвитель представляет собой симметричный восьмиполюсник, состоящий из фильтров верхних частот ("Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами" Карпов В.М., Малышев В.А., Перевощиков И.В. - М: "Радио и связь", 1984. с. 67-72, рис. 5.5). При широкой полосе рабочих частот данный ответвитель содержит большое количество элементов, а, следовательно, имеет большие габаритные размеры, низкую надежность и повторяемость при серийном производстве, высокую стоимость, сложен в изготовлении и настройке.Another commonly used design is a quadrature directional coupler on elements with lumped parameters. The coupler is a symmetric eight-port network consisting of high-pass filters ("Broadband microwave devices on elements with lumped parameters" Karpov VM, Malyshev VA, Perevoshchikov IV - M: Radio and communication, 1984. pp. 67-72, Fig. 5.5). With a wide range of operating frequencies, this coupler contains a large number of elements, and therefore has large overall dimensions, low reliability and repeatability in serial production, high cost, and is difficult to manufacture and configure.
Известен также микрополосковый трехшлейфный направленный ответвитель, который содержит диэлектрическую подложку, одна поверхность которой металлизирована, а на другой две микрополосковые линии передачи, центральную структуру и симметрично относительно центральной структуры расположенные боковые структуры на расстоянии в четверть длины волны друг от друга, причем каждая структура выполнена в виде четвертьволнового отрезка линии передачи, соединенного с обеими линиями передачи. (Малорацкий Л.Г. Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях- М.: Сов. Радио, 1972 -186 с.). Устройство обеспечивает прохождение сигнала с входа основной линии на выход и ответвление части мощности на второй выход, благодаря структурам, соединяющим линии передачи, и электромагнитной связи между линиями передачи. Фазовый сдвиг напряжений на выходах такого ответвителя составляет 90°. Недостатками указанного микрополоскового трехшлейфного направленного ответвителя являются: значительная площадь подложки не используемая полезно (в виде двух квадратов со сторонами в четверть длины волны), особенно на низких частотах, а также паразитные полосы пропускания на соседних частотах.A microstrip three-loop directional coupler is also known, which contains a dielectric substrate, one surface of which is metallized, and two microstrip transmission lines, a central structure and symmetrical relative to the central structure lateral structures located at a quarter wavelength from each other, each structure being made as a quarter-wave length of a transmission line connected to both transmission lines. (Maloratsky L.G. Yavich L.R. Design and calculation of microwave elements on strip lines - M .: Sov. Radio, 1972-186 p.). The device ensures the passage of the signal from the input of the main line to the output and the branching of part of the power to the second output, thanks to the structures connecting the transmission lines, and electromagnetic coupling between the transmission lines. The phase shift of the voltages at the outputs of such a coupler is 90 °. The disadvantages of this microstrip three-loop directional coupler are: a significant area of the substrate that is not used is useful (in the form of two squares with sides at a quarter of the wavelength), especially at low frequencies, as well as spurious bandwidths at adjacent frequencies.
Полезная модель направлена на уменьшение габаритных размеров трехшлейфного направленного ответвителя.The utility model is aimed at reducing the overall dimensions of a three-loop directional coupler.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является уменьшение длин сегментов линий передачи в составе направленного ответвителя.The technical result achieved by the implementation of the utility model is to reduce the lengths of segments of transmission lines in the directional coupler.
Технический результат достигается за счет того, что компактный трехшлейфный направленный ответвитель содержит четыре входные линии передачи с волновым сопротивлением R1, пять искусственных линий передачи, две микрополосковые линии передачи, пятая, шестая, восьмая, девятая искусственные линии передачи с входными сопротивлениями R3=Rl⋅k и фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте, седьмая искусственная линия передачи с входным сопротивлением и фазой коэффициента передачи 90° на центральной рабочей частоте, десятую и одиннадцатую четвертьволновые микрополосковые линии передачи с входными сопротивлениями , подключенные друг к другу через тройники, где , Pотв - мощность, ответвленная в один из входов, Рвх - мощность, подаваемая на вход направленного ответвителя, где первый вход пятой искусственной линии передачи соединен с первым входом устройства и первым входом десятого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход пятой искусственной линии передачи соединен с первым входом шестой и седьмой искусственной линии передачи, второй вход шестой искусственной линии передачи соединен с третьим входом устройства и первым входом одиннадцатого четвертьволнового отрезка линии передачи, второй вход одиннадцатого четвертьволнового отрезка линии передачи соединен с четвертым входом устройства и первым входом девятой искусственной линии передачи, второй вход девятой искусственной линии передачи соединен со вторым входом седьмой и восьмой искусственной линии передачи, второй вход восьмой искусственной линии передачи соединен со вторым входом устройства и вторым входом десятого четвертьволнового отрезка линии передачи.The technical result is achieved due to the fact that the compact three-loop directional coupler contains four input transmission lines with wave resistance R 1 , five artificial transmission lines, two microstrip transmission lines, fifth, sixth, eighth, ninth artificial transmission lines with input resistances R 3 = R l ⋅k and 90 ° phase transfer coefficient at the central operating frequency, seventh artificial transmission line with input impedance and the phase of the
Искусственная линия передачи, имеющая в необходимой полосе частот фазочастотную характеристику, совпадающую с фазочастотной характеристикой линии передачи, обладает меньшей длиной по сравнению с ней. Таким образом, использование искусственной линии передачи вместо отрезков линий передачи позволяет уменьшить габаритные размеры устройства.An artificial transmission line having a phase-frequency characteristic in the required frequency band that matches the phase-frequency characteristic of the transmission line has a shorter length compared to it. Thus, the use of an artificial transmission line instead of segments of transmission lines can reduce the overall dimensions of the device.
Сущность изобретения поясняется фигурами, на которых изображено:The invention is illustrated by figures, which depict:
- на фиг.1 - вариант топологии предлагаемого микрополоскового трехшлейфного направленного ответвителя, реализованного на подложке с относительной диэлектрической проницаемостью, равной 4.4, и толщиной 1 мм; вид сверху, где 1, 2, 3, 4 -входы ответвителя, 5-9 - искусственные линии передачи, 10-11 - изогнутым линиям передачи в виде меандра.- figure 1 is a variant of the topology of the proposed microstrip three-loop directional coupler, implemented on a substrate with a relative dielectric constant of 4.4, and a thickness of 1 mm; top view, where 1, 2, 3, 4 - inputs of the coupler, 5-9 - artificial transmission lines, 10-11 - curved transmission lines in the form of a meander.
- на фиг. 2 - графики зависимости модулей S-параметров от частоты, выраженных в децибелах;- in FIG. 2 - graphs of the dependence of the S-parameter modules on frequency, expressed in decibels;
- на фиг. 3 - график частотной зависимости разности фаз между связанным и основным выходами ответвителя.- in FIG. 3 is a graph of the frequency dependence of the phase difference between the coupled and the main outputs of the coupler.
Микрополосковый трехшлейфный направленный ответвитель имеет четыре 50-омных входных линии передачи, состоит из пяти искусственных линий передачи в микрополосковом исполнении, подключенных друг к другу, с помощью тройников между входами 1 и 2, 1 и 3, 3 и 4, 2 и 4 (см. фиг. 1).The microstrip three-loop directional coupler has four 50-ohm input transmission lines, consists of five artificial microstrip transmission lines connected to each other using tees between
Микрополосковый трехшлейфный направленный ответвитель работает следующим образом.Microstrip three-loop directional coupler operates as follows.
Поступающая на вход 1 мощность высокочастотного сигнала (например, с рабочей частотой 1.8 ГГц) по искусственным линиям передачи 5-9 частично и изогнутым линиям передачи 10-11 поступает в плечо 2, частично (благодаря соединяющим изогнутым линиям передачи в виде меандра и искусственным линиям передачи) ответвляется в плечо 4. Полученные результаты в результате исследования опытного образца, можно наглядно увидеть на фиг. 2, 3. Подобная реализация, представленная на фиг. 1, предлагаемого ответвителя обеспечивает равное деление мощности, а плечо 3 оказывается электрически развязанным в рабочем диапазоне частот, за счет использования искусственной линии, обеспечивающая фазовый сдвиг 90 градусов. Также данная топология позволяет получить разность фаз в 90 градусов на центральной частоте, как это можно видеть на фиг. 3. Ввиду симметрии предлагаемого устройства, аналогичное рассуждение справедливо при подаче мощности в любое другое плечо.The power of a high-frequency signal (for example, with an operating frequency of 1.8 GHz) received at
Для ответвителя, который делит мощность поровну между двумя выходами: Ротв = 0,5 Вт, Рвх = 1 Вт, тогда , для стандартного волнового сопротивления Rl=50 Ом входные сопротивления будут равны Ом R3 = R1⋅k = 50⋅0,707 = 35,35 Ом и Ом.For a coupler that divides the power equally between two outputs: P hole = 0.5 W, P input = 1 W, then , for a standard wave impedance R l = 50 Ohm, the input impedances will be equal Ohm R 3 = R 1 ⋅k = 50⋅0,707 = 35.35 Ohm and Ohm.
В качестве дополнительного преимущества предлагаемый ответвитель не имеет паразитных полос пропускания на частотах, кратных центральной частоте рабочего диапазона. Применение искусственных линий передачи вместо отрезков линии передачи позволяет осуществить эффективную миниатюризацию конструкции.As an additional advantage, the proposed coupler does not have spurious passbands at frequencies that are multiples of the center frequency of the operating range. The use of artificial transmission lines instead of segments of the transmission line allows for efficient miniaturization of the structure.
Для подтверждения реализуемости выбранного технического решения, был изготовлен опытный образец полезной модели микрополоскового трехшлейфного направленного ответвителя со следующими техническими характеристиками:To confirm the feasibility of the chosen technical solution, a prototype of a utility model of a microstrip three-loop directional coupler with the following technical characteristics was made:
- коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) входов ответвителя не более 1, 2;- standing wave voltage coefficient (VSWR) of coupler inputs not more than 1, 2;
- амплитудный разбаланс между основным и связанным каналами ответвителя не превышает 0,8 дБ, в соответствии с данными на фиг. 2;- the amplitude imbalance between the main and associated channels of the coupler does not exceed 0.8 dB, in accordance with the data in FIG. 2;
- разность фаз между основным и связанным каналами отличается от 90° не более чем на ±3°, что показано на фиг. 3.- the phase difference between the main and associated channels differs from 90 ° by no more than ± 3 °, as shown in FIG. 3.
Занимаемая площадь подложки не больше, чем у стандартного двухшлейфного моста, работающего на такую же центральную рабочую частоту. Площадь компактного трехшлейфного ответвителя составляет 427 мм2, что на 67,5% меньше площади, занимаемой стандартной конструкцией ответвителя.The occupied surface area of the substrate is not larger than that of a standard two-loop bridge operating at the same central operating frequency. The area of the compact three-loop coupler is 427 mm 2 , which is 67.5% less than the area occupied by the standard coupler design.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137548U RU180138U1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137548U RU180138U1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU180138U1 true RU180138U1 (en) | 2018-06-05 |
Family
ID=62561071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137548U RU180138U1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU180138U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196285U1 (en) * | 2019-07-11 | 2020-02-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | SMALL DIRECTED DIRECTION |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2046469C1 (en) * | 1992-04-17 | 1995-10-20 | Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Strip stub directional coupler |
US7088201B2 (en) * | 2004-08-04 | 2006-08-08 | Eudyna Devices Inc. | Three-dimensional quasi-coplanar broadside microwave coupler |
UA85478U (en) * | 2013-04-16 | 2013-11-25 | Национальный Университет «Львовская Политехника» | Double-frequency branch directional coupler |
RU139965U1 (en) * | 2013-11-12 | 2014-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | DUAL TAP |
RU156598U1 (en) * | 2015-01-29 | 2015-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | TEE POWER DIVIDER |
-
2017
- 2017-10-26 RU RU2017137548U patent/RU180138U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2046469C1 (en) * | 1992-04-17 | 1995-10-20 | Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Strip stub directional coupler |
US7088201B2 (en) * | 2004-08-04 | 2006-08-08 | Eudyna Devices Inc. | Three-dimensional quasi-coplanar broadside microwave coupler |
UA85478U (en) * | 2013-04-16 | 2013-11-25 | Национальный Университет «Львовская Политехника» | Double-frequency branch directional coupler |
RU139965U1 (en) * | 2013-11-12 | 2014-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | DUAL TAP |
RU156598U1 (en) * | 2015-01-29 | 2015-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | TEE POWER DIVIDER |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196285U1 (en) * | 2019-07-11 | 2020-02-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | SMALL DIRECTED DIRECTION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9136579B2 (en) | Phase shifter using substrate integrated waveguide | |
Wu et al. | An analytical design method for a novel dual-band unequal coupler with four arbitrary terminated resistances | |
CN112272900B (en) | Spiral ultra-wideband microstrip orthogonal directional coupler | |
Heimer et al. | Uniplanar hybrid couplers using asymmetrical coplanar striplines | |
US6078227A (en) | Dual quadrature branchline in-phase power combiner and power splitter | |
RU2494502C2 (en) | Miniature broadband quadrature directional coupler on lumped elements | |
JP7405998B2 (en) | High frequency power distribution and synthesis circuit | |
RU177305U1 (en) | COMPACT DIRECTED TAP | |
RU180138U1 (en) | COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP | |
Ibrahim et al. | Design of wideband six-port network formed by in-phase and quadrature Wilkinson dividers | |
RU196285U1 (en) | SMALL DIRECTED DIRECTION | |
Peng et al. | An improved UWB non-coplanar power divider | |
Zhang et al. | A modified coupled-line Schiffman phase shifter with short reference line | |
RU182127U1 (en) | COMPACT MICROWAVE BRIDGE | |
Kim et al. | A SiGe BiCMOS concurrent K/V dual-band 16-way power divider and combiner | |
RU187316U1 (en) | COMPACT FOUR DIFFERENT DIRECTED TAP | |
RU183839U1 (en) | COMPACT THREE-LINE DIRECTED TAP | |
CN106450598B (en) | Wide-bandwidth phase-shifting range reflection-type adjustable phase shifter and design method thereof | |
RU196284U1 (en) | SYNTHETIC ANTI-PHASE RING BRIDGE | |
CN113258243B (en) | Broadband miniaturization mixing ring with stable output phase | |
RU182122U1 (en) | MINIATURE MICRO-STRIP DIRECTED TAP | |
RU189909U1 (en) | MINIATURE THREE-SHLIFT DIRECTED DETECTOR | |
Al Abbas et al. | Millimeter wave tunable power divider using modified Wilkinson design | |
RU182106U1 (en) | COMPACT RING BRIDGE | |
Soodmand et al. | Hybrid coupler for compact ultra-wideband UHF transceivers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181027 |