ДИСКРЕТНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК H01P1/185 

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано для управления фазой колебаний, в частности в многоразрядных фазовращателях антенной решетки для изменения ее фазового распределения.

Целью изобретения является снижение влияния дисперсии щелевой линии на величину фазового сдвига.

Изобретение поясняется чертежом.

Дискретный фазовращатель содержит диэлектрическую подложку 1, на которой размещены первый и второй отрезки 2 и 3 щелевой линии, кольцевая щелевая линия 4, третий и четвертый отрезки 5,6 щелевой линии, первый и второй переключательные диоды 7,8 и перемычки 9,10. Длины кольцевой щелевой линии и отрезков 5,6 выбраны равными λ /4 и λ /8, где λ - рабочая длина волны на центральной частоте. Все отрезки щелевой линии имеют равные волновые сопротивления.

Фазовращатель работает следующим образом.

При закрытых диодах 7 и 8 перемычка 9 является короткозамыкателем для щелевой линии, образованной внешней металлизацией отрезков 2 и 3 и внутренней металлизацией кольцевой линии 4, а перемычка 10 закорачивает щелевую линию, образованную внешними металлизациями отрезков 5 и 6. В результате между входом и выходом фазовращателя оказывается включенной кольцевая линия 4, электрическая длина которой
π /2 (1+ Δ f/f_o), где Δ f/f_o - относительная полоса частот, определяет один дискрет фазового сдвига. Когда диоды 7 и 8 открыты, диод 7 образует перемычку между внутренними металлизациями отрезков 2 и 3, а диод 8 - между внутренними металлизациями отрезка 4 и отрезков 5 и 6. При этом возникают в областях включения диодов два копланарных отрезка длиной, определяемой размерами диодов 7 и 8, а перемычки 9 и 10 оказываются подключенными к внешним металлизациям этих копланарных отрезков, т.е. не препятствуют прохождению по ним СВЧ-мощности. Таким образом, при открытых диодах 7 и 8 между входом и выходом фазовращателя параллельно подключен шлейф, образованный каскадным соединением кольцевой линии 4 и отрезков 5,6. Проводимость Y при этом имеет вид
Y = , где Y_н = -j2ctg θ - сумма входных нормированных проводимостей отрезков 5 и 6;
θ = 1 + ,
Δ f/f_o - относительная полоса частот.

После подсчета нормированных элементов A₁₁, A₁₂, A₂₁, A₂₂ матрицы передачи кольца линии 4, получаем
Y = j2ctg1 + .

Анализ показывает, что при открытых диодах 7,8 шлейф, подключенный к отрезкам 2,3, эквивалентен двум параллельным четвертьволновым короткозамкнутым шлейфам, которые не оказывают влияния на проходящий сигнал в полосе частот, а электрическая длина этого шлейфа определяет другой дискрет фазового сдвига проходящего СВЧ-сигнала.

Использование: в радиотехнике СВЧ в качестве дискретного управляемого фазовращателя. Сущность изобретения: дискретный фазовращатель содержит кольцевую щелевую линию, к которой в одной области подключены одними концами первый и второй отрезки щелевой линии и включен первый переключательный диод, а к другой диаметрально противоположной области подключен одним концом третий отрезок щелевой линии и включен второй переключательный диод. Введен четвертый отрезок щелевой линии, подключенный к щелевой кольцевой линии аналогично третьему отрезку, другие концы третьего и четвертого отрезков короткозамкнуты. Первый переключательный диод включен в кольцевую щелевую линию последовательно, а второй - параллельно. 1 ил.

ДИСКРЕТНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ, содержащий диэлектрическую подложку, на которой размещены первый, второй и третий отрезки щелевой линии, кольцевая щелевая линия, первый и второй переключающие диоды, при этом первые концы первого и второго отрезков щелевой линии подключены к кольцевой щелевой линии, а вторые являются соответственно входом и выходом дискретного фазовращателя, первый переключательный диод включен в кольцевую щелевую линию в области соединения ее с первым и вторым отрезками щелевой линии, третий отрезок щелевой линии подключен одним концом к кольцевой щелевой линии, в области его подключения включен второй переключательный диод и она выбрана диаметрально противоположной месту включения в нее первого переключательного диода, отличающийся тем, что, с целью снижения влияния дисперсии в полосе частот, введены две навесные перемычки и четвертый отрезок щелевой линии, который первым концом подключен к кольцевой щелевой линии в области подключения третьего отрезка, при этом вторые концы третьего и четвертого отрезков щелевой линии выполнены короткозамкнутыми, первый переключательный диод включен в кольцевую щелевую линию последовательно, второй - параллельно, а навесные перемычки включены в областях подключения первого и второго диодов.