Делитель СВЧ мощности на два выхода с регулируемым распределением мощности между выходами Российский патент 2017 года по МПК H01P5/00 

Изобретение относится к технике СВЧ. Известны делители мощности, требующие регулируемого распределения мощности между двумя нагрузками на выходе [А.С. №1501199, кл. H01P 5/12. Регулируемый делитель мощности; А.С. №111811, кл. H01P 5/18. Волноводный регулируемый делитель мощности, А.С. №373800, кл. H01P 5/12. Волноводно-коаксиальный регулируемый делитель мощности]. Упомянутые выше аналоги имеют тот недостаток, что не могут быть выполнены в полосковом исполнении линий передачи.

Известен управляемый делитель мощности [РФ №2258280], выполненный на имеющих широкое распространение полосковых линиях передачи. К недостаткам этого делителя следует отнести следующие факторы: усложненная конструкция, маломощность, определяемая варикапами (регулирующими емкостями, электрически управляемыми), повышенное влияние качества (КСВ>1) идентичных нагрузок на коэффициент деления и согласование по входу делителя.

На Фиг. 1 изображен топологический рисунок в полосковом варианте заявляемого делителя мощности.

Заявляемый делитель содержит разветвление на два выхода, регулирующие емкости. Отличается тем, что с целью устранения указанных недостатков разветвление выполнено в виде четырехшлейфного направленного ответвителя, а в центрах шлейфов связи между токопроводящими проводниками размещены регулирующие емкости в виде разомкнутых шлейфов с управляемыми длинами.

Заявляемый делитель мощности работает следующим образом.

При величине регулирующих емкостей, равной нулю, делитель представляет собой классический четырехшлейфный направленный ответвитель с заведомо рассчитанным соотношением мощностей на выходах ответвителя.

По мере роста величин емкостей мощность на выходах ответвителя перераспределяется с ростом мощности на выходе 2 и уменьшением мощности на выходе 1 в первом приближении в соответствии с законом сохранении энергии.

Возможно управление перераспределением мощности между выходами одной из емкостей. Однако воздействие одной емкости ориентировочно в два раза слабее на величину перераспределяемой мощности.

Управление емкостью С1 преимущественно оказывает влияние на качество затухания в развязанный канал, управление емкостью С2 преимущественно оказывает влияние на качество согласования по входу.

Работа устройства проанализирована в программе AWR Design Environment для 3-децибельного направленного ответвителя, практически опробована на опытном образце, выполненном на плате ФАФ-4Д толщиной 1,5 мм с волновым сопротивлением входа - выходов 50 Ом.

На Фиг. 2 (длины управляющих шлейфов равны 0), на Фиг. 3 (длины управляющих шлейфов равны 0,01λ) и на Фиг. 4 (длины управляющих шлейфов равны 0,02λ) приведены графики для коэффициентов передачи S31 и S41 на выходы 2 и 3 соответственно, коэффициента отражения S11 по входу и коэффициента передачи S21 в развязанный канал.

Сравнение графиков указывает на перераспределение мощности на выходах.

Одинаковое изменение КСВ нагрузок до значения 1,5 не влияет на коэффициент деления и согласование по входу делителя вследствие свойств направленного ответвителя. В то время как ухудшение согласования в прототипе в аналогичном случае определяется недостатками Т-разветвления. Повышенная чувствительность прототипа к качеству нагрузок приводит к нестабильности коэффициента распределений.

Поскольку четырехшлейфный направленный ответвитель конструктивно выполним в виде волноводной, коаксиальной и полосковых линий передач, то заявляемый делитель также выполним на этих линиях передач.

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к устройствам для передачи и распределения СВЧ мощности. Делитель СВЧ мощности содержит разветвление на два выхода и регулирующие емкости. Разветвление выполнено в виде четырехшлейфного направленного ответвителя, в центрах шлейфов связи между токопроводящими проводниками размещены регулирующие емкости в виде разомкнутых шлейфов с управляемыми длинами. Технический результат заключается в улучшении стабильности коэффициента деления и ширины полосы согласования входа. Перераспределяющая (при сохранении хорошего согласования по входу) регулировка мощности между выходами осуществляется введением параллельной(ых) емкостной(ых) неоднородности(ей) в шлейфах связи выходов вблизи центров шлейфов. 4 ил.

Делитель СВЧ мощности, содержащий разветвление на два выхода, регулирующие емкости, отличающийся тем, что с целью улучшения стабильности коэффициента деления и ширины полосы согласования входа разветвление выполнено в виде четырехшлейфного направленного ответвителя, а в центрах шлейфов связи между токопроводящими проводниками размещены регулирующие емкости в виде разомкнутых шлейфов с управляемыми длинами.