Делитель мощности

 

Полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для использования в антенно-фидерных трактах различного назначения.

Делитель мощности, содержащий диэлектрическую подложку с микрополосковыми многопроводными электромагнитно-связанными линиями, установленную в металлическом корпусе, отличающийся тем, что подложка и корпус выполнены ступенчатыми так, что подложка под выходными линиями имеет малую толщину и большую толщину под связанными линиями, при этом толщина под выходными линиями выбрана такой, что она обеспечивает ширину выходных линий, близкой к ширине связанных линий, причем внутренний контур корпуса повторяет контур подложки, сопрягаясь с ним без зазоров.

Положительным эффектом полезной модели, по сравнению с прототипом, является расширение полосы рабочих частот делителя при высоком согласовании его входа и выходов и высокой развязке входа делителя с третьим выходом. Кроме того, данный делитель, по сравнению с прототипом, имеет меньшую продольную длину.

Разработанный делитель в полосе рабочих частот 200-300 МГц имеет расчетное КСВН по входу и выходам менее 1,03. Расчетная развязка при этом превышает 50 дБ, а коэффициент деления находится в пределах 3 дБ.

1 пф, 2 илл.

Полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для использования в антенно-фидерных трактах различного назначения.

В качестве аналога выбрано устройство с квадратурным делителем в составе частотно-разделительного устройства, описанного в патенте на полезную модель 99675 МПК Н03Н 7/19 (2006.01).

Квадратурные делители можно выполнить на различной элементной базе. Несколько вариантов таких делителей приведены в книге Проектирование радиопередающих устройств под ред. В.В.Шахгильдяна, М. «Радио и связь», 1993 г., с.251-261. Наиболее близким по конструктивным признакам является квадратурный делитель мощности на линиях с электромагнитной связью, который имеет широкую полосу рабочих частот, и небольшие габариты. Данный вариант делителя применяется в частотно-разделительных устройствах с большим разносом суммируемых частот.

Конструктивная реализуемость этого варианта квадратурного делителя со связью 3 дБ обеспечивается путем применения микрополосковых многопроводных линий с электромагнитной связью. В различных вариантах делителей число таких линий выбирается равным от трех до восьми.

Применение микрополосковых многопроводных линий позволяет конструктивно реализовать достаточно малые по ширине связанные линии передачи, в результате чего получаем малые габариты прибора. Например, в наиболее простом по конструкции варианте делителя с тремя связанными линиями их ширина составляет W0 =0,73 мм, а величина зазора между ними равняется S=0,43 мм. При этом подложка делителя выполняется из стандартного органического диэлектрика типа ФЛАН-10 толщиной h0=10 мм с диэлектрической проницаемостью =10.

Данный квадратурный делитель мощности на микрополосковых многопроводных связанных линиях выбран в качестве прототипа.

Недостатком выбранного прототипа является то, что четыре его выходные линии имеют большую ширину - более чем в 10 раз превышающую ширину самих связанных линий. Это обусловлено тем, что выходные линии делителя, имеют выходы на стандартные соединители с волновым сопротивлением Z0=50 Ом. При большой толщине подложки равной h0=10 мм и ее высокой диэлектрической проницаемости =10 эти выходные линии имеют расчетную ширину равную W 1=9,6 мм.

В результате этого возникает резкий перепад размеров полосковых проводников в местах сочленения выходных и связанных линий делителя, что приводит к появлению в этих местах паразитных емкостей на корпус, которые ухудшают согласование и развязку делителя в полосе рабочих частот.

Для компенсации этих паразитных емкостей используют выборочную подрезку широких выходных линий в местах их стыка с узкими связанными линиями. Однако такая подрезка эффективна лишь в узкой полосе рабочих частот (см. книгу Конструирование и расчет полосковых устройств под ред. И.С.Ковалева, М. «Советское радио», 1974 г., с.176-177). Широкие выходные линии делителя, кроме того, заметно увеличивают его продольные размеры.

Задачей полезной модели является создание квадратурного делителя мощности со связью 3,0 дБ на микрополосковых многопроводных линиях с электромагнитной связью, где выходные линии делителя имеют ширину, близкую к ширине связанных линий.

Поставленная задача решается тем, что в полезной модели подложка выполнена ступенчатой так, что она имеет малую толщину h1 под выходными линиями делителя и большую толщину h0 под связанными линиями. При этом толщина h1 выбрана такой, что выходные линии делителя имеют ширину W3, близкую к ширине связанных линий W0.

Сущность полезной модели поясняется чертежами фиг.1 и фиг.2. На чертеже фиг.1 приведена конструкция прототипа, где показаны: 1-4 выводы делителя (выходные линии) и их ширина W1; 5 - связанные линии шириной W0; 6 - подложка микрополосковой платы прототипа толщиной h0; 7 - плоское основание корпуса делителя.

Здесь входной сигнал делителя, поданный на линию 1, разделяется между выходами линий 2, 3. При этом выход линии 4 развязан с линией 1 входа делителя. Выходные линии 1-4 делителя специально подрезаны 8 в местах их соединения со связанными линиями, а также в местах их соединения с внешними радиочастотными соединителями делителя 9 и 10.

На чертеже фиг.2 приведена конструкция полезной модели, где показаны: 11-14 выходные линии делителя с уменьшенной шириной проводников W3; 5 - узкие связанные линии шириной W0; 15 - ступенчатая подложка микрополосковой платы толщиной h0 под связанными линиями и толщиной h1 под выходными линиями; 16 - ступенчатое основание корпуса делителя.

Поскольку ширина выходных микрополосковых линий W3 зависит от толщины расположенной под ними подложки h1 (см. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств под ред. В.И.Вольмана, М. «Радио и связь», 1982 г., с.63), то подбором этой толщины h 1 можно всегда получить ширину выходных линий W3 близкую к ширине связанных линий W0. Например, при уменьшении толщины подложки под выходными линиями до величины h1=1,0 мм

их ширина будет составлять W3=0,96 мм. Связанные линии при этом будут иметь прежнюю ширину W0=0,73 мм при толщине подложки под ними равной h0=10 мм.

В результате этого в полезной модели исчезает необходимость подрезки проводников выходных линий. Одинаковость проводников существенно расширяет полосу рабочих частот делителя при высоком согласовании его входов и высокой развязки входа делителя с третьим выходом.

Разработанный делитель в полосе рабочих частот 200-300 МГц имеет расчетное КСВН по входу и выходам менее 1,03, расчетная развязка при этом превышает 50 дБ, а коэффициент деления находится в пределах . В связи с этим, продольные габариты делителя уменьшены на величину порядка 20 мм.

Делитель мощности, содержащий диэлектрическую подложку с микрополосковыми многопроводниковыми электромагнитно-связанными линиями, установленную в металлическом корпусе, отличающийся тем, что толщина подложки под связанными линиями больше толщины подложки под выходными линиями, а ширина выходных линий близка к ширине связанных линий, при этом внутренний контур корпуса повторяет контур подложки, сопрягаясь с ним без зазоров.



 

Наверх