Микрополосковый амплитудно-частотный корректор на связанных штыревых гребенках

Полезная модель относится к радиотехнике, технике и приборам СВЧ, и может быть использована в радиоэлектронной аппаратуре. Сущность изобретения заключается в том, что микрополосковый амплитудно-частотный корректор транзисторного СВЧ-усилителя содержит диэлектрическую подложку, на обеих сторонах которой выполнены идентичные, повернутые друг относительно друга на 180⁰ и сдвинутые на половину пространственного периода, многоступенчатые штыревые гребенки и огибающие их концы с зазором ломаные планки, причем длина четырех центральных штырей каждой гребенки равна четверти замедленной длины волны. Согласно полезной модели, слева и справа от центральных штырей, симметрично расположены не менее четырех других штырей с линейно уменьшающейся длиной, концы которых срезаны под углом, равным углу наклона планки, причем расстояние между штырями гребенки выполняется равным ширине микрополоскового проводника, а зазор между гребенкой и соответствующей ей планкой - не более указанной ширины. Предложенный миниатюрный амплитудно-частотный корректор устанавливается во входную цепь транзисторного СВЧ-усилителя и позволяет ограничить зависимость коэффициента усиления от частоты усиливаемого сигнала за счет собственной АЧХ, отличающейся монотонностью и имеющей противоположный наклон к указанной зависимости.

Полезная модель относится к радиотехнике, технике и приборам СВЧ, и может быть использована в радиоэлектронной аппаратуре.

Известна возможность коррекции амплитудно-частотной характеристики СВЧ-приборов и устройств с помощью многоступенчатой штыревой гребенки, расположенной в волноводе. [Силин Р.А. Периодические волноводы. М.: Фазис, 2002. - 438 С.] К недостаткам таких систем следует отнести относительно узкую полосу пропускания, обусловленную сильной дисперсией.

Наиболее близким к предлагаемому является полосковый встречно-штыревой пьезопреобразователь (ВШП), возбуждающий и принимающий поверхностно-акустическую волну (ПАВ). При этом полоса пропускания преобразователя обратно пропорциональна его протяженности в направлении распространения ПАВ, а форма амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) устройства определяется законом изменения перекрытия штырей, что позволяет изменением геометрии планарной встречно-штыревой структуры формировать заданную АЧХ [Речицкий В.И. Радиокомпоненты на поверхностных акустических волнах. М.: Радио и связь, 1984. - 112 С.]. Однако ВШП с ПАВ требует учета акустических свойств волны, выбора материала звукопровода, а также отличается высокой стоимостью.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание миниатюрного амплитудно-частотного корректора для транзисторного СВЧ-усилителя, устанавливаемого во входную цепь и позволяющего ограничить зависимость коэффициента усиления от частоты усиливаемого сигнала за счет собственной АЧХ, отличающейся монотонностью и имеющей противоположный наклон к указанной характеристике.

Решение поставленной задачи обуславливается тем, что микрополосковый амплитудно-частотный корректор транзисторного СВЧ-усилителя содержит диэлектрическую подложку, на обеих сторонах которой выполнены идентичные, повернутые друг относительно друга на 180° и сдвинутые на половину пространственного периода, многоступенчатые штыревые гребенки и огибающие их концы с зазором ломаные планки, причем длина четырех центральных штырей каждой гребенки равна четверти замедленной длины волны. Согласно полезной модели, слева и справа от центральных штырей, симметрично расположены не менее четырех других штырей с линейно уменьшающейся длиной, концы которых срезаны под углом, равным углу наклона планки, причем расстояние между штырями гребенки выполняется равным ширине микрополоскового проводника, а зазор между гребенкой и соответствующей ей планкой - не более указанной ширины.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами на фиг.1, 2, 3 где на фиг.1 показана схема включения микрополоскового амплитудно-частотного корректора, на фиг.2 - топология корректора, который вместе с 50-Омными выводами размещается на диэлектрической пластине с размерами 36×36; на фиг.3 - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) корректора, рассчитанные с помощью программы Microwave Office и полученные экспериментально. Из анализа данных кривых следует, что АЧХ корректора монотонна и имеет линейный участок с практически постоянным затуханием (-12) дБ в диапазоне 0,3-0,6 ГГц.

Принцип построения микрополоскового амплитудно-частотного корректора на связанных штыревых гребенках основан на свойстве постепенной перекачки электромагнитной энергии в расположенных параллельно и идентичных по геометрическим размерам замедляющих системах. Если энергия вводится в одну гребенку и передается от входа к выходу, происходит ее перекачка в другую гребенку (подобно перекачке энергии в связанных резонаторах), а затем наоборот (фиг.3). Чем меньше зазор

между гребенками, тем меньше длина волны биений, т.е. длина, на которой осуществляется полная перекачка энергии туда и обратно. За счет сильной электромагнитной связи между гребенками в широкой полосе частот, длина волны биений монотонно снижается с ростом частоты. Поэтому, выбирая длину связи между замедляющими системами равной половине длины волны биений на коротковолновой границе рабочего диапазона, при которой обеспечивается почти полная перекачка энергии на частоте минимального усиления, можно обеспечить монотонное увеличение затухания в корректоре, так как для полной перекачки недостаточна длина участка связи между гребенками.

В практической реализации АЧХ корректор представляет собой двухстороннюю печатную плату из гетинакса общими габаритами 36*36 мм, на каждой стороне которой расположена микрополосковая штыревая гребенка с периодом 2 мм с ломаной планкой. Длина четырех центральных штырей каждой гребенки равна четверти замедленной длины волны, что в данном образце составляет 27,5 мм, а слева и справа от них симметрично расположены девять других штырей с линейно уменьшающейся длиной, концы которых срезаны под углом 60°, равным углу наклона планки, что обеспечивает равное расстояние между штырями и планкой по всей длине планки, причем расстояние между штырями гребенок выполняется равным ширине микрополоскового проводника - 1 мм, а зазор между гребенкой и соответствующей ей планкой - не более указанной ширины (1 мм).

Микрополосковый амплитудно-частотный корректор, устанавливаемый во входную цепь транзисторного СВЧ-усилителя, содержащий диэлектрическую подложку, на обеих сторонах которой выполнены идентичные, повернутые друг относительно друга на 180° и сдвинутые на половину пространственного периода, многоступенчатые штыревые гребенки и огибающие их концы с зазором ломаные планки, отличающийся тем, что длина четырех центральных штырей каждой гребенки равна четверти замедленной длины волны, а слева и справа от них симметрично расположены не менее четырех других штырей с линейно уменьшающейся длиной, концы которых срезаны под углом, равным углу наклона планки, причем расстояние между штырями гребенок выполняется равным ширине микрополоскового проводника, а зазор между гребенкой и соответствующей ей планкой - не более указанной ширины.