PL213244B1 - Falowodowy dzielnik mocy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest falowodowy dzielnik mocy mający zastosowanie jako element pomiarowy a także jako układ sumowania mocy dla mikrofalowych wzmacniaczy półprzewodnikowych.

W dotychczasowym stanie techniki znanych jest szereg układów, które realizują podział mocy. W tym celu wykorzystuje się np. rozgałęzienia falowodowe pola elektrycznego E i pola magnetycznego H, jak również struktury z falą bieżącą, w których odsprzęgnięcie mocy następuje poprzez sondy współosiowe, bądź w technice planarnej, na laminacie, poprzez wprowadzenie sondy do falowodu prostokątnego lub poprzez szczeliny wykonane w falowodzie, z odstępami równymi nieparzystej wielokrotności połowy długości fali propagowanej w tym falowodzie.

Podział mocy można również uzyskać przez zastosowanie rezonatora cylindrycznego pobudzanego sondą współosiową, którego wyjściem jest radialnie dołączony zestaw falowodów.

Układ dzielnika mocy z falą bieżącą w postaci szeregu sond wprowadzonych do falowodu i rozmieszczonych w odległościach równych nieparzystej wielokrotności połowy długości fali propagowanej w falowodzie umożliwia łatwe i wygodne konstrukcyjne połączenie z zestawem wzmacniaczy mikrofalowych i analogicznym układem sumatora mocy. Pozwala w ten sposób zestawić układ wzmacniacza mocy o mocy wyjściowej zbliżonej do sumy mocy wyjściowych zastosowanych w tym układzie wzmacniaczy. Struktury dzielników/sumatorów mocy tego typu posiadają mniejsze straty własne w przypadku liczby sond powyżej dwóch niż, kaskada odpowiednich układów planarnych typu Wilkinson. Niestety, pasmo pracy jest ograniczone przez periodyczną strukturę układu i zawęża się dla większej liczby sond.

Falowodowy dzielnik mocy według wynalazku wyróżnia się tym, że do falowodu prostokątnego, poprzez otwory wykonane w szerszych ściankach falowodu, które usytuowane są naprzeciwko siebie, wprowadzona jest parzysta liczba sond. Różnica faz transmisji między portem falowodowym a wyjściami, będącymi złączami koncentrycznymi położonymi na przeciwległych ściankach falowodu, wynosi π. Sondy umieszczone są w jednej płaszczyźnie prostopadłej do osi podłużnej falowodu. Położenia otworów są symetryczne względem podłużnych płaszczyzn przekroju falowodu, zaś falowód zakończony jest zwarciem.

Układ falowodowego dzielnika mocy według wynalazku zapewnia skierowanie mocy sygnału mikrofalowego, transmitowanego falowodem prostokątnym H10, do wyjść koncentrycznych o impedancji charakterystycznej 50 Ω z równomiernym stosunkiem podziału mocy. Umożliwia ponadto podział mocy na wszystkie wyjścia z bardzo małymi stratami. Także pasmo pracy takiego układu dzielnika jest wielokrotnie większe niż dzielnika mocy z falą bieżącą.

Przedmiot wynalazku jest bliżej uwidoczniony w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny falowodowego dzielnika mocy, zaś Fig. 2 - jego widok z boku.

Czterowyjściowy falowodowy dzielnik mocy zbudowany jest na bazie falowodu prostokątnego pracującego z rodzajem fali H10. Wejściem dzielnika jest port falowodowy. Wyjściami są złącza koncentryczne ZK. Złącza koncentryczne ZK wyposażone są od strony wnętrza falowodu w odcinki linii koncentrycznej z usuniętym przewodem zewnętrznym. Odcinki te tworzą cztery sondy S. Sondy S są wprowadzone do falowodu poprzez cztery otwory wykonane w szerszych ściankach falowodu, po dwa w górnej ściance i w dolnej ściance. Otwory rozmieszczone są symetrycznie względem podłużnych płaszczyzn przekroju falowodu. Falowód zakończony jest zwarciem. Różnica faz transmisji między portem falowodowym, a wyjściami, w postaci złączy koncentrycznych ZK, które położone są na przeciwległych ściankach falowodu, wynosi π. Dobranie długości odcinka falowodu Lz, pomiędzy miejscem wprowadzenia sond S i zwarciem falowodu, umożliwia optymalizację dopasowania susceptancji sond S. Pozwala to uzyskać szerokie pasmo pracy układu dzielnika oraz małe wartości modułu współczynnika odbicia na wejściu falowodowym, a także małe straty własne transmisji do każdego z wyjść złączy koncentrycznych ZK.

Claims (1)

1. Falowodowy dzielnik mocy zawierający sondy współosiowe wprowadzone do falowodu prostokątnego, znamienny tym, że parzysta liczba sond (S) wprowadzonych jest do falowodu poprzez otwory wykonane w szerszych ściankach falowodu, usytuowanych naprzeciwko siebie, tak, że różnica faz transmisji między portem falowodowym a wyjściami, będącymi złączami koncentrycznymi (ZK),

   PL 213 244 B1 położonymi na przeciwległych ściankach falowodu, wynosi π, przy czym sondy (S) umieszczone są w jednej płaszczyźnie prostopadłej do podłużnej osi falowodu, a położenia otworów są symetryczne względem podłużnych płaszczyzn przekroju falowodu, zaś falowód zakończony jest zwarciem.