МИКРОПОЛОСКОВАЯ НАГРУЗКА Российский патент 1997 года по МПК H01P1/26 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано, в частности в полосковых и микрополосковых устройствах.

Известна микрополосковая нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, одна из рабочих поверхностей металлизирована, а на другой рабочей стороне размещена микрополосковая линия с повышенными погонными потерями, в которой происходит поглощение подводимой к ней СВЧ-мощности (Справочник по расчету и конструированию СВЧ-полосковых устройств. Под ред. В.И.Вольмана.-М:Радио и связь 1982г).

Известна микрополосковая нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, одна из рабочих поверхностей которой металлизирована, а на другой рабочей стороне размещена резистивная пленка определенной конфигурации и наложенная на нее микрополосковая линия, возбуждаемая с одного конца от источника СВЧ-сигнала. Потери в линии определяются параметрами резистивной пленки (Каганов В.И. СВЧ-полупроводниковые передатчики.-М. Радио и связь, 1981 г.).

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является микрополосковая нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована, а на второй размещен пленочный резистор определенной конфигурации (прямоугольной, полукруглой, трапециевидной или экспоненциальной), первая контактная площадка которого соединена с центральным проводником микрополосковой линии, через который подается СВЧ-сигнал, а вторая контактная площадка соединена с заземляющим основанием подложки (Справочник по расчету и конструированию СВЧ-полосковых устройств. Под ред. В.И.Вольмана. М. Радио и связь, 1982 г.).

Недостатками известной нагрузки являются:
а) Низкий уровень рассеиваемой СВЧ-мощности, вследствие неравномерности тепловыделения по длине нагрузки. Известно, что в СВЧ-линиях имеет место экспоненциальное уменьшение вносимых потерь по длине линии, начиная от входа. По этой причине наиболее теплонагруженной оказывается начальная часть резистора. Эта сравнительно небольшая часть площади резистора по сути определяет общую рассеиваемую СВЧ-мощность.

б) При подаче на вход резистора импульсной СВЧ мощности положение еще более усугубляется, поскольку ко входу резистора прикладывается высокий потенциальный уровень, который может привести к появлению коронного разряда и пробою резистивной пленки. С другой стороны импульсный характер входной СВЧ-мощности характеризуется значительным превышением мгновенных значений поглощаемой мощности на единицу площади резистора по сравнению с режимом поступления непрерывного уровня СВЧ-мощности, что также неблагоприятно с точки зрения повышения номинальной величины рассеиваемой резистором СВЧ-мощности.

Решаемая техническая задача-увеличение рассеиваемой СВЧ-мощности в непрерывном или импульсном режиме подачи.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в микрополосковой нагрузке, содержащей диэлектрическую подложку, одна сторона которой металлизирована, а на другой стороне размещена микрополосковая линия с волновым сопротивлением R для подвода СВЧ-мощности, подводящая часть микрополосковой линии выполнена раздвоенной на две микрополосковые линии, каждая с волновым сопротивлением 2R с односторонним изгибом, между которыми размещена резистивная пленка.

Предложенное техническое решение удовлетворяет критерию "Изобретательский уровень", т.к. предложенные отличительные признаки позволяют получить "Новое свойство" повышение рабочей мощности резистора вследствие более равномерного по сравнению с прототипом тепловыделения по длине резистора, что при той же площади резистора позволяет рассеять больше СВЧ-мощности.

На чертеже 1 изображена конструкция предлагаемой СВЧ-нагрузки. Микрополосковая нагрузка содержит диэлектрическую подложку 1, обратная сторона которой металлизирована, а на лицевой стороне расположена микрополосковая линия 2 с волновым сопротивлением R для подачи СВЧ-мощности, выполненная раздвоенной на микрополосковые линии 3 и 4, между которыми размещена резистивная пленка 5, имеющие односторонний изгиб.

Микрополосковая нагрузка работает следующим образом: СВЧ-мощность поступает на микрополосковую линию 2 и разветвляется синфазно и поровну в микрополосковые линии 3 и 4. При достижении бегущими волнами резистивной пленки 5 начинается взаимодействие между микрополосковыми линиями 3,4, приводящее к поглощению СВЧ-мощности резистивной пленкой 5. Очевидно, что на начальном участке резистивной пленки 5 противоположные точки микрополосковых линий 3 и 4 эквипотенциальны и взаимодействия между линиями нет. По мере удаления от входа вследствие кривизны микрополосковых линий 3 и 4 разность фаз между противоположными точками микрополосковых линий 3 и 4 будет плавно нарастать и соответственно будет увеличиваться разность потенциалов между ними, приводящая к увеличению рассеиваемой мощности на соответствующих участках резистивной пленки 5, что равносильно выравниванию тепловыделения по длине нагрузки.

При практической реализации предложенной микрополосковой нагрузки все входящие в нее элементы реализуются известными способами по технологии СВЧ интегральных схем.

Предлагаемая нагрузка по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
а) Более высокую рассеиваемую непрерывную и импульсную СВЧ-мощность, поскольку при той же площади резистивной структуры имеет место более равномерное тепловыделение по длине нагрузки и можно подавать на вход нагрузки больший уровень СВЧ-мощности, чем в прототипе.

б) Предложенное техническое решение позволяет подавать на вход нагрузки большие уровни импульсной СВЧ-мощности, поскольку здесь, имеем плавное нарастание разности потенциалов между линиями и соответственно на резистивной пленке вдоль по направлению распространения СВЧ-энергии. Большой входной потенциал не приводит к пробою резистивной пленки. Разность потенциалов хотя и увеличивается по длине, но вследствие поглощения по длине СВЧ-мощности соответственно уменьшается величина входного потенциала.

в) Экспериментальные данные показали, что в данной нагрузке нет необходимости заземления концов линий 3 и 4, поскольку отраженная от них СВЧ-мощность вследствие ослабления в нагрузке не приводит к увеличению КСВ на входе, что также способствует повышению надежности нагрузки, поскольку не требуется коротко-замыкающие перемычки на "землю" концов линий 3 и 4.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано, в частности, в полосковых и микрополосковых устройствах. Решаемая техническая задача - увеличение рассеиваемой СВЧ-мощности в непрерывном или импульсном режиме подачи. Микрополосковая нагрузка содержит диэлектрическую подложку 1, одна из сторон которой металлизирована, а на другой стороне размещена микрополосковая линия 2 с волновым сопротивлением R для подвода СВЧ-мощности, при этом подводящая часть микрополосковой линии выполнена раздвоенной на две микрополосковые линии 3, 4, каждая с волновым сопротивлением 2R с одностороннем изгибом, между которыми размещена резистивная пленка 5. 1 ил.

Микрополосковая нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, одна из сторон которой металлизирована, а на другой стороне размещена микрополосковая линия с волновым сопротивлением R для подвода СВЧ-мощности, подводящая часть микрополосковой линии выполнена раздвоенной на две микрополосковые линии, каждая с волновым сопротивлением 2R, между которыми размещена резистивная пленка, отличающаяся тем, что микрополосковые линии выполнены с односторонним изгибом.