соединитель микрополосковых свч-устройств

Формула изобретения

СОЕДИНИТЕЛЬ МИКРОПОЛОСКОВЫХ СВЧ-УСТРОЙСТВ, содержащий металлический экран, на котором расположены на расстоянии одна от другой две диэлектрические подложки одинаковой толщины с токонесущими проводниками, соединенными между собой металлической перемычкой, отличающийся тем, что расстояние от металлического экрана до металлической перемычки, которая расположена между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек, меньше толщины диэлектрических подложек, а расстояние между диэлектрическими подложками выбрано в интервале /10-/4, где средняя длина рабочего диапазона длин волн в свободном пространстве.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано при соединении и настройке микрополосковых СВЧ-устройств в активных приемно-передающих системах СВЧ, а также в пассивных фильтрующих, развязывающих и распределительных СВЧ-устройствах, имеющих гибридно-интегральное исполнение.

Известен соединитель микрополосковых СВЧ-устройств, содержащий диэлектрические подложки, расположенные на одном металлическом основании, и токонесущие проводники, соединенные металлической перемычкой, имеющей выпуклую форму [1]

Недостатком известного соединителя является рассогласование соединяемых СВЧ-устройств и увеличение электромагнитных потерь из-за увеличения волнового сопротивления и излучения СВЧ-линии, образованной металлической перемычкой, имеющей выпуклую форму, и металлическим основанием.

Известно устройство, содержащее металлическую пластину, диэлектрическую подложку и токонесущий микрополосковый проводник [2] Известное устройство позволяет производить настройку микрополосковых СВЧ-устройств за счет изменения расстояния между токоведущим проводником микрополосковой линии и металлической пластиной, расположенной со стороны поверхности диэлектрической подложки, на которой расположен токонесущий проводник.

Недостатком устройства является малоэффективность настройки микрополосковых СВЧ-устройств, обусловленная экранировкой металлическим замыкателем сравнительно слабого краевого поля.

Наиболее близким устройством к описываемому изобретению является соединитель микрополосковых СВЧ-устройств, содержащий металлический экран, на котором расположены на расстоянии одна от другой две диэлектрические подложки одинаковой толщины с токонесущими проводниками, соединенными между собой металлической перемычкой [3]

Недостатком известного соединителя является низкий коэффициент передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами, который связан со скачком волноводного сопротивления между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-уст- ройствами и излучением СВЧ-линии, образованной металлической перемычкой и металлическим основанием, за счет зазора между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек и выпуклой формы, соединяющей перемычки, находящейся в плоскости расположения токонесущих проводников.

Цель изобретения увеличение коэффициента передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами.

Сущность изобретения заключается в том, что в соединителе микрополосковых СВЧ-устройств, содержащем металлический экран, на котором расположены на расстоянии одна от другой две диэлектрические подложки одинаковой толщины с токонесущими проводниками, соединенными между собой металлической перемычкой, расстояние от металлического экрана до металлической перемычки, расположенной между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек, меньше толщины диэлектрических подложек, а расстояние между диэлектрическими подложками выбрано в интервале /10 /4, где средняя длина рабочего диапазона длин волн в свободном пространстве.

Увеличение коэффициента передачи между соединяемыми СВЧ-устройствами связано с обеспечением согласования между устройствами путем выбора волнового сопротивления СВЧ-линии, образованной металлической перемычкой и металлическим экраном, равным входному сопротивлению соединяемых микрополосковых СВЧ-устройств. Это достигается за счет выбора расстояния от металлического экрана до металлической перемычки, расположенной между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек, менее толщины диэлектрической подложки, а также за счет выбора расстояния между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек из интервала /10 /4. При этом приближение к максимальному коэффициенту передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами достигается при величине расстояния между металлическим экраном и металлической перемычки менее t, так как, при данном расстоянии волновое сопротивление СВЧ-линии, образованной металлической перемычкой и металлическим экраном, близко волновому сопротивлению соединяемых токонесущих проводников. Указанный интервал расстояний /10 - /4 между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек позволяет в широких пределах согласовать реактивные составляющие входных сопротивлений соединяемых микрополосковых СВЧ-устройств.

При величине расстояния между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек более /4 происходит увеличение элекромагнитных потерь за счет увеличения длины линии, образованной металлической перемычкой и металлическим экраном, имеющей повышенные по сравнению с несимметричной микрополосковой линией, выполненной на диэлектрической подложке, поля рассеяния.

Если расстояние между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек микрополосковых линий составляет менее /10, то соединяющая перемычка представляет сосредоточенный элемент, что ограничивает диапазон регулировки волнового сопротивления и, следовательно, не позволяет достичь максимального уровня коэффициента передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами.

Кроме того, при малых расстояниях (менее /10) между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек возникают технологические трудности по регулировке изгиба перемычки.

На фиг. 1 представлен продольный разрез соединителя микрополосковых СВЧ-устройств; на фиг. 2 то же, вид сверху.

Соединитель микрополосковых СВЧ-устройств содержит металлический экран 1, на котором расположены две одинаковой толщины диэлектрические подложки 2, 4. На диэлектрических подложках 2, 3 расположены токонесущие проводники 4, 5, концы 6, 7 которых соединены металлической перемычкой 8. Расстояние от металлического экрана 1 до металлической перемычки 8, расположенной между торцевыми поверхностями диэлектрических подложек 2, 3, менее их толщины. Расстояние между диэлектрическими подложками 2, 3 выбирается из интервала /10 /4. При расстоянии между металлическим экраном 1 и металлической перемычки 8 менее t (t толщина диэлектрических подложек) коэффициент передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами близко к максимальной величине.

Соединитель работает следующим образом.

При возбуждении одного из токонесущих проводников 4 СВЧ-сигнал распространения через металлическую перемычку 8. За счет выбора расстояния между металлическим экраном 1 и токонесущим проводником 8 менее толщины диэлектрической подложки 2 обеспечивается согласование входных сопротивлений соединяемых микрополосковых СВЧ-устройств. Если расстояние между металлическим экраном 1 и металлической перемычкой 8 менее t, коэффициент передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами близок к максимальной величине. Выбор расстояния между диэлектрическими подложками 2 и 3 из интервала /10 /4 позволяет компенсировать не только активную, но и реактивную составляющие входного импеданса соединяемых микрополосковых СВЧ-устройств. Согласование входного импеданса микрополосковых устройств обеспечивает расстояние СВЧ-сигнала через металлическую перемычку 8 практически без отражения.

Таким образом, соединитель микрополосковых СВЧ-устройств обеспечивает высокий коэффициент передачи между соединяемыми микрополосковыми СВЧ-устройствами.