Фазовращатель Советский патент 1992 года по МПК H01P1/18 

Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано для управления фазой колебаний.

Известен дискретный фазовращатель, применение которого в нижней части СВЧ- диапазона( 1 ГГц)приводит к увеличению габаритов из-за наличия отрезков щелевой линии определенной электрической длины, что является его недостатком.

Цель изобретения - уменьшение габаритов при понижении рабочей частоты.

На чертеже приведена топология дискретного фазовращателя.

Дискретный фазовращатель содержит входную 1 полосковую линию, щелевое Т- соединение 10 в двух входных плечах которого параллельно включены переключательные диоды 4, 5, два канала состоящие из последовательно соединенных отрезков полосковой 2 и щелевой 3 линий, переключательные диоды В 7 один круг с удаленным слоем металлизации 8. в выходное плечо 9

щелевого Т-соединения 10 параллельно подключен конденсатор 11.

Результаты исследования входного сопротивления круга с удаленным слоем металлизации в длинноволновой части дециметрового диапазона при различных значениях диаметра круга ( 10 мм) показали, что данная неоднородность имеет индуктивный характер. Поэтому применение данной конструкции без конденсатора 11 имеет ограничения на нижних частотах СВЧ диапазона ( 1 - 2 ГГц имеет большие потери) из-аа индуктивного характера такой неоднородности в указанной полосе. Если в выходное плечо 9 щелевого Т-соедииения подключить параллельно конденсатор 11, то его емкость будет компенсировать индуктивный характер круга 8, тем самым обеспечивает полосу пропускания СВЧ сигнала с минимальными потерями. При этом конденсатор 11 не нарушает электрическую симметрию фазовращателя.

ч

VI СЛ VI СЛ 00

Предложенный фазовращатель успешно будет работать без конденсатора 11 на высоких частотах ( 2 (ГЦ) СВЧ диапазона, так как все его базовые элементы (переходы между полосковым 2 и щелевым 3 линиями) являются широкополосными. На этих частотах круг с удаленным слоем металлизации с маленьким диаметром (порядка 5-8 мм) обеспечивает разрыв щелевой линии.

Для применения предложенной конструкции без конденсатора на нижних частотах СВЧ диапазона необходимо выполнить круг с удаленным слоем металлизации большого диаметра (порядка 30 - 50 мм), что приводит к увеличению габаритов фазовращателя.

Дискретный фазовращатель работает следующим образом.

В одном фазовом состоянии под действием управляющего сигнала, например переключаемые диоды 5, 6 находятся в проводящем состоянии, диоды 4, 7 - непроводящем состоянии СВЧ сигнал проходит через канал, к которому подключен диод б и поступает в выходное плечо 9 щелевого Т- соединения 10с некоторой фазой р0.

В другом фазовом состоянии под действием управляющего сигнала диоды 5, 6 находятся в непроводящем состоянии, диоды 4, 7 - в проводящем состоянии. В этом случае СВЧ сигнал проходит через канал, к которому подключен диод 7, и поступает в выходное плечо 9 щелевого Т-соединения 10. Благодаря свойству щелевого Т-соединения при этом фаза колебания на выходе фазовращателя равна 180° - (ро, т.е. отличается на 180°.

Таким образом, для конкретного диаметра кругов фазовращателя подбирая величину емкости конденсатора 11 компенсируется индуктивность указанной неоднородности, тем самым обеспечивается требуемая полоса пропускания и отсутствие отрезкса линии передачи определенной электрической длины позволить уменьшить габаритные размеры фазовращателя.

Для экспериментальной проверки предложенного технического решения был изготовлен макет, выполненный на плате из поликора размерами 30 х 24 х 0,5 мм. Диаметр круга равен 6 мм В качестве диодов использовались pin-диоды 2А547А-3, в качестве конденсатора - К10-17, При емкости 39

пФ конденсатора 9 фазовращатель имеет полос/ рабочих частот 295-325; МГц при емкости 20 пФ 405-445 МГц; при емкости 3,9 пФ - 800-1000 МГц. В указанных полосах рабочих частот прямые потери составили 1,1 дБ. Из результатов эксперимента видно, что с увеличением емкости конденсатора 11 полоса рабочих частот уменьшается и перемещается в область низких частот.

При этом во всех исследуемых диапазонах характеристики сохраняются: фазовая ошибка не более 0,3; разность прямых потерь не более 0,1 дБ. Это подтверждает то, что конденсатор не влияет на электрическую симметрию фазовращателя.

Необходимо отметить, если на месте конденсатора 11 установить варикап с большим коэффициентом перекрытия по емкости, можно реализовать электронное

смещение полосы рабочих частот.

Данное устройство найдет широкое применение в различных устройствах фазовой обработки сигналов.

Формула изобретения

Фазовращатель, содержащий диэлектрическую подложку, на первой стороне которой расположена металлизация, в которой выполнено щелевое Т-соединение,

в первое и второе плечи которого параллельно включены первый и второй pin-диоды, на второй стороне диэлектрической подложки размещен первый отрезок микро- полосковой линии, третий и четвертый plnдиоды, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, при понижении ря- бочей частоты в металлизацию выполнено круглое отверстие, к диаметрально противоположным точкам которого подключены

первое и второе плечи щелевого Т-соединения, на второй стороне диэлектрической подложки размещены введенные второй, третий отрезки полосковой линии и конденсатор, при этом первые концы второго и

третьего отрезков полосковой линии подключены к концу первого отрезка nor оско- вой линии через третий и четвертый pin-диоды соответственно, вторые концы короткозамкнуты и образуют с первым и

0 вторым плечами щелевого Т-соединения соответственно пояосково-щелевые переходы, а конденсатор вкпючен параллельно в третье плечо щелевого Т-соединения.

Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано для управления фазой колебаний. Цель -умень- . шение габаритов при понижении рабочей частоты. Сигнал распространяется по первому отрезку микрополосковой линии, при отпертых первом и третьем pin-диодах сигнал распространяется по одному из каналов, который образован первым плечом щелевого Т-соединения с вторым отрезком, при этом другой канал заперт. При изменении смещения на pin-диодах сигнал проходит по другому каналу и обеспечивает на выходе фазовращателя изменение фазы на 180°. 1 ил. .