СОГЛАСУЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР Российский патент 1994 года по МПК H01P5/02 

Изобретение предназначено для использования в радиотехнических устройствах различного назначения в качестве устройства, согласующего выходное сопротивление радиотехнической цепи с сопротивлением нагрузки. Преимущественная область применения в двойном балансном смесителе с многоактивным перекрытием по частоте.

Известны согласующие устройства, использованные в смесителях ВЧ-СВЧ диапазонов частот: микрополосковый балансный смеситель, балансный преобразователь частоты.

Во всех перечисленных аналогах применены различные согласующие устройства для широкополосного согласования сопротивления входного тракта с сопротивлением диодов смесителя. Однако, им присущи следующие недостатки: согласующие устройства, обладающие широкой полосой рабочих частот, являются технологически сложными изделиями, а технологически простые устройства согласования имеют небольшое (менее октавы) перекрытие по частоте.

Известен согласующий трансформатор (СТ), содержащий диэлектрическую подложку, на первой и второй сторонах которой размещены соответственно первый и второй, третий и четвертый полосковые проводники, установленные параллельно один другому, а первый и третий, второй и четвертый расположены соответственно один под другим, первую и вторую пластины, которые одними своими сторонами установлены соответственно на первом и втором, третьем и четвертом полосковых проводниках, а на других их сторонах выполнена металлизация, при этом одни концы первого и четвертого полосковых проводников являются входом трансформатора, другой конец четвертого и один конец третьего полосковых проводников являются выходом трансформатора, а остальные концы первого, второго и третьего полосковых проводников соединены с металлизацией.

Цель изобретения - расширение полосы рабочих частот СТ в сторону нижних частот.

Указанная цель достигается тем, что в СТ, содержащем расположенные параллельно один другому первый, второй и третий полосковый проводники, первый и второй из которых размещены на первой стороне диэлектрической подложки, и пластину из ферритового материала с дисперсией магнитной проницаемости в полосе рабочих частот, металлизированную с одной стороны, а другой - установленную на первом и втором полосковых проводниках, первый, второй и третий, который размещен на первой стороне диэлектрической подложки, полосковые проводники выполнены П-образными, первые их концы расположены по одну сторону общей оси симметрии, а вторые концы - по другую, третий полосковый проводник является входной обмоткой согласующего трансформатора, второй конец первого полоскового проводника соединен введенным четвертым полосковым проводником с первым концом второго полоскового проводника, при этом первый, четвертый и второй полосковые проводники являются выходной обмоткой СТ, а второй конец первого полоскового проводника - ее средней точкой, на вторую сторону диэлектрической подложки нанесена металлизация, в которой выполнены две П-образные щели, которые расположены вдоль первого и третьего полосковых проводников напротив них, при этом каждый конец одной щели соединен с соседним концом другой щели дополнительным щелевым отрезком.

Предлагаемое решение обладает существенными отличиями, так как благодаря новой совокупности признаков оно приобретает новое свойство: СТ выполнен на одном отрезке трехпроводной линии передачи электромагнитного сигнала, а не на двух отрезках двухпроводной линии, как у известных решений. Это полностью изменило принцип работы СТ и его принципиальную электрическую схему. Участок металлизации, гальванически изолированный зазором от общей металлизации, образует распределенную электрическую емкость. Эта емкость увеличивает связь первого, второго и третьего полосковых проводников (ПП), образующих трехпроводную линию передачи, до необходимой величины, что позволяет новой структуре СТ на ПП работать трехобмоточным трансформатором в рабочей полосе частот. Сигнал подается на первичную обмотку, а снимается с последовательно включенных двух вторичных обмоток. Благодаря последовательному включению ПП, образующих двухвитковую плоскую катушку индуктивности, увеличивается суммарная индуктивность СИ из-за явления взаимоиндукции, чем и достигается поставленная цель.

На чертеже показан предлагаемый трансформатор.

СТ содержит диэлектрическую подложку 1 с нанесенными на первой ее стороне тремя ПП 2-4. ПП 2-4 выполнены П-образными, первые их концы расположены по одну сторону общей оси симметрии, а вторые концы - по другую, третий полосковый проводник 4 является входной обмоткой СТ, второй конец первого полоскового проводника 2 соединен введенным четвертым полосковым проводником 5. На второй стороне подложки 1 нанесена металлизация 6, в которой выполнен щелевой контур 7. На другой стороне ферритовой пластины 8 выполнена металлизация 9, выполняющая роль экрана. Металлизации 6 и 9 соединены с корпусом и экранируют ПП 2-4 СТ от внешних полей. Щелевой контур 7 представляет собой две П-образные щели 10 и 11, которые расположены вдоль первого и третьего полосковых проводников напротив них, при этом каждый конец одной щели соединен с соседним концом другой щели соответственно дополнительными щелевыми отрезками 12 и 13.

СТ работает следующим образом.

Входной сигнал подается на первичную обмотку 4, а снимается с вторичной обмотки со средней точкой. Необходимая для работы СТ связь между ПП 2-4 обеспечивается ферритовой пластиной 8 и площадью металлизации 6, ограниченной двумя П-образными щелями.

Введение новых элементов: четвертого ПП - на первой стороне диэлектрической подложки и металлизации - на второй стороне, в которой выполнены две П-образные щели, и новая коммутация всех трех ПП позволяют понизить центральную частоту в два раза при расширении относительной полосы рабочих частот на 30% и сохранении малых габаритных размеров устройства по сравнению с прототипом. Кроме большей широкополосности предложенный СТ более технологичен. Топология СТ становится проще из-за отсутствия межслойных соединений. В качестве материала подложки может работать любой фольгированный диэлектрик. Конструктивно СТ может быть выполнен как часть топологии печатной платы более сложной схемы, например балансного смесителя или усилителя радиочастот. (56) Авторское свидетельство СССР N 824452, кл. Н 04 В 1/26, 1981.

Авторское свидетельство СССР N 1224953, кл. Н 03 С 1/54, 1983.

Использование: в радиотехнических устройствах для согласования выходного сопротивления радиотехнической цепи с сопротивлением нагрузки. Сущность изобретения: согласующий трансформатор содержит диэлектрическую подложку и пластину из ферритового материала с дисперсией магнитной проницаемости в полосе рабочих частот, на обращенной к ферритовой пластине стороне диэлектрической подложки расположены первый, второй и третий П-образные полосковые проводники, образующие входную и выходную со средней точкой обмотки трансформатора, на вторую сторону диэлектрической подложки нанесена металлизация, в которой выполнены две П-образные щели. 1 ил.

СОГЛАСУЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий расположенные параллельно один другому первый, второй и третий полосковые проводники, первый и второй из которых размещены на первой стороне диэлектрической подложки, и пластину из ферритового материала с дисперсией магнитной проницаемости в полосе рабочих частот, металлизированную с одной стороны, а с другой - установленную на первом и втором полосковых проводниках, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот в сторону нижних частот, первый, второй и третий, который размещен на первой стороне диэлектрической подложки, полосковые проводники выполнены П-образными, первые их концы расположены по одну сторону общей оси симметрии, а вторые концы - по другую, третий полосковый проводник является входной обмоткой согласующего трансформатора, второй конец первого полоскового проводника соединен введенным четвертым полосковым проводником с первым концом второго полоскового проводника, при этом первый, четвертый и второй полосковые проводники являются выходной обмоткой согласующего трансформатора, а второй конец первого полоскового проводника - ее средней точкой, на вторую сторону диэлектрической подложки нанесена металлизация, в которой выполнены две П-образные щели, которые расположены вдоль первого и третьего полосковых проводников напротив них, при этом каждый конец одной щели соединен с соседним концом другой щели дополнительным щелевым отрезком.