Полосковая согласованная нагрузка (ее варианты) Советский патент 1984 года по МПК H01P1/26 

./

2.Полосковая согласованная нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, на каждой стороне которой размещены проводники, и дополнительную диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесены контактные площадки и резистивный слой, расположенный между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка размещена перпендикулярно диэлектрической подложке и контактные площадки подключены к проводникам, а контактная площадка, подключенная к одному проводнику, имеет ширину, равную его щирине, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения коэффициента отражения при подключении к ленточной входной линии передачи, оба проводника и другая контактная площадка имеют одинаковую щирину, а резистивный слой дополнительно нанесен на поверхность, окружающую контактные площадки, и кромки резистивного слоя расположены от них на расстоянии, больщем толщины диэлектрической подложки.

3.Полосковая согласованная нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, на которой размещены токонесущие и заземляющие проводники, и дополнительную диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесены контактные площадки и резистивный слой между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка размещена перпендикулярно диэлектрической подложке, а контактные площадки подключены к токонесущему и заземляющему проводникам, и контактная площадка, подключенная к токонесущему проводнику, имеет щирину, равную его щирине, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения коэффициента отражения при подключении к копланарной входной линии передачи, в нее

дополнительно введен заземляющий проводник и токонесущий и оба заземляющих проводника размещены на одной стороне диэлектрической подложки, при этом щирина контактных площадок, подключенных к заземляющим проводникам, составляет 1/16 длины волны на нижней частоте рабочего диапазона, а резистивный слой нанесен дополнительно на поверхность, окружающую контактную площадку, подключенную к токонесущему проводнику, при этом его кромки расположены от нее на расстоянии, равном 1/16 длины волны на нижней частоте диапазона.

4. Полосковая согласованная нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, на которой размещены два проводника, один из которых является заземляющим, и дополнительную диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесены две контактные площадки и резистивный слой между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка размещена перпендикулярно диэлектрической подложке и контактные площадки подключены к проводникам, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения коэффициента отражения при подключении к щелевой входной линии передачи, другой проводник выполнен заземляющим и оба проводника размещены на одной стороне диэлектрической подложки, при этом каждая контактная плои;адка имеет щирину, равную 1/16 длины волны на нижней частоте рабочего диапазона, а резистивный слой дополнительно нанесен на поверхность, окружающую контактные площадки, и кромки резистивного слоя расположены от них на расстоянии, равном 1/16 длины волны на нижней частоте рабочего диапазона.

I. Полосковая согласованная нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещен токонесущий проводник, а на другой - заземляющий проводник, и дополнительную диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесены контактные площадки и резистивный слой, расположенный между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка размещена перпендикулярно диэлектрической подложке и контактные площадки подключены к токонесущему и заземляющему проводникам, а контактная площадка, подключенная к токонесущему проводнику, имеет щирину, равную его щирине, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения коэффициента отражения, контактная площадка, подключенная к заземляющему проводнику, имеет щирину, превышающую сумму ширины токонесущего проводника и удвоенной толщины подложки, а резистивный слой дополнительно нанесен на поверхность, окружающую контактную площадку, подключенную к токонесущему проводнику, и кромки резистивного слоя расположены от нее на расстоянии, большем толщины диэлектрической подложки. 00 О5 00

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано при построении полосковых интегральных устройств.

Известна полосковая согласованная нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещен токонесущий проводник и резистивный слой, а на другой заземляющий проводник, при этом резистивный слой подключен к заземляющему проводнику посредством контакта и токонесущему проводнику 1J.

Недостатком известной полосковой согласованной нагрузки является относительно низкая предельная рабочая частота, при

которой выполняется условие малого коэффициента отражения. Это связано с тем, что на высоких частотах сказываются индуктивность резистивного слоя и контакта. Наиболее близкой к предлагаемой является полосковая согласованная нагрузка, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещен токонесущий проводник, а на другой заземляющий проводник, и дополнительную диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесены контактные площадки и резистивный слой, расположенный между ними, при это.м дополнительная диэлектрическая подложка размещена перпендикулярно диэлектрической , подложке и контактные площадки подключены к токонесущему и заземляющему проводникам, а контактная пло щадка, подключенная к токонесущему проводнику, имеет щирин-у, равную его ширине 2. Недостатком известной полосковой согласованной нагрузки является высокий коэффициент отражения на верхних частотах рабочего диапазона, что -связано с наличием дисперсии в полосковых линиях, приводящий к изменению на верхних частотах их волнового сопротивления при постоянном сопротивлении резистивного слоя. Цель изобретения - уменьщение коэффициента отражения при подключении полосковой согласованной нагрузки к микрополосковой, ленточной, копланарной и щелевой входным линиям передачи. Для достижения поставленной цели в полосковой согласованной нагрузке по первому варианту, содержащей диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещен токонесущий проводник, а на другой - заземляющий проводник, и дополните.льную диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесены контактные площадки и резистивный слой, расположенный между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка размещена перпендикулярно диэлектрической подложке и контактные площадки подключены к токонесущему и заземляющему проводникам, а контактная площадка, подключенная к токонесущему проводнику, имеет щирину, равную его щирине, контактная площадка, подключенная к заземляющему проводнику, имеет щирину, превыщающую сумму щирины токонесущего проводника и удвоенной толщины подложки, а резистивный слой дополнительно нанесен на поверхность, окружаюц1ую контактную площадку, подключенную к токонесущему проводнику, и кромки резистивного слоя расположены от нее на расстоянии, больщем толщины диэлектрической подложки. В полосковой согласованной нагрузке по второму варианту, содержащей диэлектрическую подложку, на каждой стороне которой размещены проводники, и дополнительную диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесены контактные площадки и резистивный слой, расположенный между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка размещена перпендикулярно диэлектрической подложке и контактные площадки подключены к проводникам, а контактная площадка подключенная к одному проводнику, имеет щирину, равную его щирине, оба проводника и другая контактная площадка имеют одинаковую щирину, а резистивный слой дополнительно нанесен на поверхность, окружающую контактные площадки, и кромки резистивного слоя расположены от них на расстоянии, оолыпем толщины днэлеь:т :::- сгкой подложки. В полосковой согласованной н;и-|;. ье по третьему варианту, содержа цей диэлехт-рическую подложку, на которой размещсН токонесущий и заземляющий прово.кккп, и .аополнительную диэлектрическую по.ц.юлчку, на одной стороне которой нанесены контактные площадки и резистивный слой между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка размеп1ена перпендикулярно диэлектрической подложке, а контактные площадки людключены к токонесущему и заземляющему проводникам, н контактная площадка подключенная к токонесущему проводнику, имеет щирину, равную его (иирине, дополнительно введе зазеМоТяющий проводник и токонесхщий н оба заземляющих проводника размещены нз одной стороне диэлектрической по.глоллки, при этом щирина контактных площадок, подключенных к заземляющпм проводника, составляет 1/16 длипы волны на нижней частоте рабочего диапазона, а резнстивный . слой нанесен дополнительно на поверхность, окружающую контактную площ.адку, подключенную к TOKOHecviue.viy проводнику, при этом его кромки расположены от нее на расстоянии, равном 1/6 длины волны на нижней частоте диапазона. В полосковой согласованной нагрузке по четвертому варианту, содержандей диэлектрическую подложку, на которой размещены два проводника, один из которых является заземляющим, и дополнительную диэ,аектрическу1б подложку, на одной стороне которой нанесены две контактные площадки и резистивный-слой между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка размещена перпендикулярно диэлектрической подложке и контактг ые площадки подключе} ы к проводникам, другой npotio/i.ник выполнен заземляющим и оба провоаника нанесены на одной стороне диэлектрической подложки, при этом каждая контактная площадка имеет ширину., равную 1/16 длины волны ка нижней частоте рабоче о диапазона, а резистивный слой дополнительно нанесен на поверхность, окружающую контактные площадки, и кромки резистивного слоя расположены от них на расстоянии, равном 1/16 длины волны на ни-жней частоте рабочего ..циаиазопа. На фиг. 1 показана конструкция полосковой согласованной нагрузки, подключаемой к МИКрОПОЛОСКОВОЙ входной .4H передачи; на фиг. 2 - дополните..1ьная диэлектрическая подложка полосковой со ласованной нагрузки, подключаемой к микрополосковой входной л ИНИН передаче: на фиг. 3 - дополнительная .а;г-)лек1рическая подложка полосковон согласованной 1агрузки, подключаемг;й к ; енточной входной .(инпи п(--;;-ета--и; на фиг.

4- дополнительная диэлектрическая подложка полосковой согласованной нагрузки, подключаемой к копланарной входной линии-передачи; на фиг. 5 - дополнительная диэлектрическая подложка, подключаемая к щелевой входной линии передачи.

Полосковая согласованная нагрузка (фиг. 1) содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой размещен токонесущий проводник 2, а на другой - заземляющий проводник 3 и дополнительную диэлектрическую подложку 4, (фиг. 2). На одной стороне дополнительной диэлектрической подложки 4 нанесены контактные площадки 5 и 6 и резистивный слой 7, расположенный между ними, при этом дополнительная диэлектрическая подложка 4 размещена перпендикулярно диэлектрической подложке 1 и контактная площадка

5подключена к токонесущему проводнику 2, а контактная площадка 6 - к заземляющему проводнику 3. Контактная площадка 5 имеет щирину f равную щирине w токонесущего проводника 2, Контактная площадка 6 имеет щирину Е-,превыщающую сумму щирины токонесущего проводника 2 и удвоенной толщины подложки 1, а резистивный слой 7 дополнительно нанесен на поверхность, окружающую контактную площадку 5, и кромки 8 резистивного слоя 7 расположены от нее на расстоянии, большем толщины диэлектрической подложки 1.

В полосковой согласованной нагрузке по второму варианту, дополнительная диэлектрическая подложка 4, которой показана на фиг. 3, оба проводника и контактные площадки 5 и 6 имеют одинаковую ширину ti, а резистивный слой 7 дополнительно нанесен на поверхность, окружающую контактные площадки 5 и 6, и кромки 8 резистивного слоя 7 расположены от них на расстоянии, больщем толщины диэлектрической подложки 1.

В полосковой согласованной нагрузке по третьему варианту, содержащей один токонесущий и два зазе.мляющих проводника, нанесенных на одной стороне диэлектрической подложки, имеется дополнительная диэлектрическая подложка 4 с контактными площадками 5, 6 и 9 (фиг. 4). Контактная площадка 5, подключенная к токонесущему проводнику, имеет щирину , равную его ширине, а контактные площадки 6 и 9, подключенные к заземляющим проводникам, имеют щирину з. составляющую 1/16 длины волны на нижней частоте рабочего диапазона, а резистивный слой 7 нанесен дополнительно на поверхность, окружающую контактную площадку 5, при этом его кромки 8расположены от нее на расстоянии, равном 1/16 длины волны на нижней частоте рабочего диапазона.

В полосковой согласованной нагрузке по четвертому варианту дополнительная

диэлектрическая подложка 4 которой показана на фиг. 5, оба проводника выполнены заземляющими и нанесены на одной стороне диэлектрической подложки, при этом каждая г контактная площадка 5 и 6 имеет ширину 6 равную 1/16 длины волны на нижней частоте рабочего диапазона, а резистивный слой 7 нанесен на поверхность, окружающую контактные площадки 5 и 6, и кромки 8 резистивного слоя 7 расположены от них на рас0 стоянии, равном 1/16 длины волны на нижней частоте рабочего диапазона.

Полосковая согласованная нагрузка (ее варианты) работает следующим образом. При подаче СВЧ мощности на входную полосковую линию передачи (микрополосковую, или ленточную, или копланарную, или щелевую), СВЧ мощность рассеивается в резистивном слое 7, размещенном на дополнительной диэлектрической подложке 4. Уменьщение коэффициента отражения при

0 увеличении частоты сигнала обусловлено следующими физическими процессами.

В низкочастотной части рабочего диапазона, токи, индуцируемые в резистивном слое 7 магнитным полем распространяющейся во входной полосковой линии передачи

5 волны, растекаются по всей поверхности резистивного слоя 7. Основная волна в полосковых линиях является замедленной, поэтому напряженность поля над поверхностью диэлектрической подложки 1 спадает по экспоненциальному закону. По экспоненциальному закону уменьшаются и токи в проводниках 2 и 3 при удалении от токонесущего проводника 2. С ростом частоты из-за дисперсии волновое сопротивление входной полосковой линии передачи и эф фективная проницаемость Еэ з -У - ччиваются, соответственно увеличивается замедление волны и уменьшается доля токов, протекающих по участкам резистивного слоя 7, удаленным от области зазора между проводниками линии. В результате на вы0 соких частотах увеличивается активная составляющая сопротивления резистивного слоя 7, что приводит к уменьшению коэф фициента отражения нагрузки за счет выравнивания сопротивления резистивного слоя 7 и волнового сопротивления входной полосковой линии передачи.

Для полосковой согласованной нагрузки по первому варианту расщирение контактной площадки 6, подключаемой к заземляющему проводнику 3, обусловлено тем, что

0 ток в заземляющем проводнике 3 протекает на большей его щирине, чем в токонесущем проводнике 2. Нанесение резистивного слоя на поверхность, окружающую контактную площадку 5, при удалении от нее кромок 8 резистивного слоя 7 на расстояние,

5 превышающее толщину диэлектрической подложки 1, обеспечивает перекрытие резистивным слоем 7 практически всей (до ) области передачи СВЧ мощности по поперечному сечению входной полосковой линии передачи. Аналогично работает полосковая согласованная нагрузка по второму варианту. Полосковые согласованные нагрузки по третьему и четвертому вариантам содержат щелевые зазоры между проводниками и соответственно между контактными площадками, подключаемыми к ним. При выполнении условий увеличения ширины коитактных площадок (б и 9 по третьему варианту и 5 и 6 по четвертому варианту) и расстояние до их кромок 8 резистивного слоя 7, равных 1/16 длины волны, на нижней частоте рабочего диапазона достигается оптимальная величина рабочего диапа

Zz.

с-

/

/

Х7

.1

Ц 7 6 S э

/// /Г

Фиг.

fi 7 5

// / .fi

7 /

/

/

Ф(Аг.

.//7 f

Фиг.5 зона частот, в которой сохраняется низкий коэффициент отражения. Использование полоскопой согласованной нагрузки (ее вариан-тов) позволяет не менее, чем в два раза уменьшить коэффициент отражения в рабочем диапазоне частот в сравнении с прототипом или, соответственно, не менее, чем в два раза увеличить рабочий диапазон частот при одинаковых коэффициентах отражения, а наличие вариантов обеспечивает построение полосковых согласованных нагрузок не только для входной микрополосковой линии передачи, но и для ленточной, копланарной и щелевой входных полосковых линий передачи.