Высокочастотный дроссель Советский патент 1985 года по МПК H01F38/02 H01F17/02 H01F27/28 

4 /

СО со

ел

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в ВЧ и СВЧ-технике, например в усилителях, генераторах и диодных управляющих устройствах, в электроприборах для подавления в широком диапазоне частот помех искрового характера. Наиболее целесообразно использовать дроссель в широкополосных гибридных интегральных схемах, декаметрового, метрового и дециметрового диапазонов волн. Цель изобретения - расширение полосы рабочих частот дросселя на частотах последовательных резонансов. На фиг. 1 и 2 показаны проекции одного из вариантов предлагаемого дросселя; на фиг. 3-8 - детали данного устройства; на фиг. 9-11 - основная часть второго варианта дросселя; гибкая диэлектрическая лента-подложка с нанесенными на ней спиральными катушками и резистивными прямоугольными пленками (пленочные резисторы могут иметь прямоугольную, трапецеидальную или другую форму), сгибаемая гармошкой совместно с дополнительной диэлектрической лентой-прокладкой, имеющей такую же ширину. Дроссель (фиг. 1, 2) содержит ряд диэлектрических, магнитодиэлектрических или ферритовых круглых пластин 1 с нанесенными на них спиральными катушками и резистивными прямоугольными пленками и ряд аналогичных разделительных пластин 2. Пластины 1 расположены между пластинами 2. Пластины 1 и 2 имеют пропаиваемые между собой контактные площадки 3, предназначенные для гальванического соединения спиральных катушек и образования выводов дросселя. Металлические площадки 4 служат для соединения пластин между собой путем пайки. Металлические площадки 5 совместно с площадками 3 и 4 обеспечивают параллельность пластин после их сборки. Выемки 6 технологические (необходимы при сборке пластин). Пластина 1 имеет вид, показанный на фиг. 3-5. На обе стороны пластины нанесены спиральные катушки 7 и плоские прямоугольные резистивные пленки 8, гальванически соединенные с витками катушек. Прямоугольные резистивные пленки 8 размещены поперек витков каждой катушки. На каждой стороне пластины может размещаться одна или несколько резистивных пленок. Удельное поверхностное сопротивление резистивных пленок превышает 100 Ом/о. Внутренние концы катущек соединены между собой с помощью соединительного элемента 9, проходящего через Центральное отверстие 10 пластины. Между витками катущки и резистивными пленками может располагаться тонкая диэлектрическая пленка, несколько уменьшающая диссипативные потери на нижних частбтах рабочего диапазона дросселя. Второй вариант дросселя выполнен на основе гибкой диэлектрической ленты-подложки 1, на которой нанесены последовательно соединенные спиральные катушки 7 и плоские прямоугольные резистивные пленки 8 (фиг. 9--11). Спиральные катушки 7 соединены между собой при помощи контактных площадок 3 и соединительного элемента 9, отверстий 10 и соединительных проводников 11. Гибкая диэлектрическая лента-подложка 1 совместно с накладываемой на нее со стороны катушек лентой-прокладкой сгибается в форме гармошки по линиям перегиба, показанным на фиг. 9-11 пунктиром, и образует стопу последовательно соединенных катушек. Для того, чтобы лента-подложка сгибалась по линиям перегиба по обе стороны от них нанесены дополнительные упрочняющие площадки 12, которые могут выполняться из любого твердого материала. После опрессовки площадки 12 могут удаляться (вырубаться вместе с частью подложки). В обоих вариантах резистивные пленки, шунтирующие витки катушек, вносят потери на частотах последовательных резонансов, обусловленных как синфазными, так и противофазными колебаниями в линиях, образованных витками катушек (в известном дросселе резистивными кольцами. размещенными вдоль многослойной катущки, ослабляются только последовательные резонансы, обусловленные синфазными кодебаниями). В дросселях, в которых резисторы подсоединяются параллельно выводам, собственные последовательные резонансы не устраняются, ,, постоянном токе сопротивление дросселя равно сопротивлению проводов последовательно соединенных катушек. На низких частотах сопротивление дросселя имеет индуктивный характер. С ростом частоты полное сопротивление дросселя увеличивается и достигает максимума на частоте первого параллельного резонанса, имеющего место в линии, образованной катушкой и общими проводниками (характер сопротивления дросселя на резонансной частоте активный). Выше частоты первого параллельного резонанса сопротивление дросселя приобретает емкостный характер. Затем наступает первый последовательный резонанс в линии: катушка - общие проводники. Далее - собственные, параллельный и последовательный резонансы. Благодаря наличию резистивных пленок входное сопротивление дросселя на частотах последовательных резонансов достигает нескольких кОм. При этом ослабление, вносимое дросселем в линию передачи с волновым сопротивлением 50 Ом, не превыщает 0,1 дБ. Коэффициент перекрытия диапазона рабочих частот дросселя превышает 100. Оба варианта, приведенные в .описании, аналогичны по принципу работы и по электрическим характеристикам. Экспериментальные исследования дросселя, выполненного в виде стопы из пяти диэлектрических пластин (каждая толщиной 0,15 мм) с катушками, нанесенными на обе стороны пластин, и прямоугольными резистивными пленками, нанесенными поверх витков катушек (каждая катушка имела по четыре витка, максимальные размеры катушек составляли 5 мм) и разделительных диэлектрических пластин (каждая толшиной 0,10 мм), показали, что в диапазоне частот 0,01 -1,2 ГРц (на более высоких частотах исследования не проводились) вносимое дросселем ослабление в линию передачи с волновым сопротивлением 50 Ом не превышало 0,1 дБ. Коэффициент перекрытия по частоте аналогичной стопы катушек без резистивных пленок не превышал 20. Входное сопротивление многослойного дросселя, аналогичного предлагаемому, но с резистивными кольцами, размещенными с наружной стороны катушек на частоте собственного последовательного резонанса составляло около 70 Ом, входное сопротивление предлагаемого дросселя на частоте собственного последовательного резонанса было равно 2,4 кОм. Таким образом, предлагаемое устройство имеет существенно большее входное сопротивление на частоте собственного последовательного резонанса, чем известный дроссель, конструкция его проще (дроссель состоит из одной многослойной катушки), кроме того, он характеризуется возможностью его использования в гибридных микросхемах.

фиг. 6

Риг. 7

Фиг. 8

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ДРОССЕЛЬ, содержащий спиральную обмотку, выполненную из отдельных участков, соединенных последовательно, резистивные элементы, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот дросселя на частотах последовательных резонансов, он снабжен соосно расположенными и соединенными между собой пластинами, имеющими расположенные с торца контактные площадки, участки его обмотки, выполненные в форме плоских катушек, размещены с обеих сторон пластин и внутренние концы участков обмоток соединены между собой с помощью соединительного эле.мента, проходящего через отверстие пластины, при этом пластины с катушками чередуются с пластинами без катушек, катущки различных пластин соединены между i собой с помощью контактных площадок, резистивные элементы выполнены в виде (Л плоской пленки и размещены поперек витков катущек.