устранения указанного недостатка применяют специальные конструкции ответвителей, одна из которых показана на рис. 10,33,а. Здесь для выравнивания фазовых скоростей колебаний четного и нечетного видов используется дополнительное диэлектрическое покрытие; при этом почти вся энергия колебаний нечетного вида концентрируется в диэлектрике подложки -и покрытия.

Рис. 10.33. Сечекия ответвителей на ювязанн.ых линиях: а - с дополнительным диэлектрическим покрытием; б-с дополнительным проводником свободного потенциала; в - с промежуточным слоем диэлек-триюа

lzzzzzzzzzzz

Рис. 10.34. Ответвители на связанных линиях:

а -с омкОСтью в середине области свяэи; б - с емкостями по краям области овяз!и; в - с пилообразной структурой области связи; г - со ступенчатой периодической структурой

♦

о-о-

(lit

I

o-o-

, Z I------

Puc. 10.35. Соединение двух ответвителей на связанных линиях

Еще большее выравнивание двух фазовых скоростей достигается за счет использования дополнительного проводника свободного потенциала (рис. 10.33,6), расположенного над связанными линиями и отделенного от последних слоем диэлектрика. Длина этого проводника равна длине области связи ответвителя.

в другой конструкции микрополоскового ответвителя (рис. Ю.ЗЗ.е) между диэлектрической подложкой и основанием располагается промежуточный слой диэлектрика с малым 82(e2<8i),. Дополнительный диэлектрический слой уменьшает 8эфф при четном виде возбуждения по сравнению с нечетным.

Для выравнивания фазовых скоростей при двух видах возбуждения используют также дополнительные сосредоточенные емкости, включаемые в середину (рис. 10.34,а) или по концам (рис. 10.34,6) области связи.

При этом возможно использование конденсаторов встречно-штыревой структуры (рис. 1,6 табл. 10.2).

Оригинальной является конструкция ответвителя с пилообразной структурой области связи (рис. 10.34,е), удлиняющей путь противофазной волны по сравнению с синфазной, так как токи нечетной волны концентрируются у внутреннего края проводника в области связи, а токи четной волны - у внешнего края. Поэтому траектория тока нечетной волны испытывает большое искривление, за счет чего выравниваются фазовые сдвиги двух типов волн. По аналогии с пилообразной возможна также ступенчатая периодическая структура (рис. 10.34,г).

Микрополосковый ответвитель на связанных линиях с сильной боковой связью трудно выполним из-за очень малых зазоров, жестких технологических допусков. Например, трехдецибельный ответвитель должен иметь зазор S ilO мкм, что практически нереализуемо. С целью устранения этого недостатка применяются каскадные соединения направленных ответвителей. Однако при каскадном соединении противонаправленных ответвителей (каковым являются рассматриваемые отвепвители а связанных линиях) имеется одна особенность. Необходимо (перекрещивание ПОДВОДЯЩИХ линий, как показано на рис. 10.35. При планарной геометрии каскадного ответвителя трудно реализовать (перекрестие нодводящих линий. Сравнительно простая конструкция ответвителя Ланже (рис. 10.36) имеет встречно-штыревую структуру ;и перекрестное соединение проводами. Практическая схема такого ответвителя, выполненная на подложке толщиной 1 мм, с зазором между проводниками микрополосковой линии примерно 700 мкм в диапазоне от 2 до 4 ГГц имеет нотери, равные 0,25 дБ, а развязку 30-40 дБ.

Направленные фильтры. Направленным фильтром называется восьмиполюсное устройство, у которого в определенном диапазоне частот одно плечо оказывается невозбужденным, а частотные характеристики связи входа с двумя другими плечами имеют такой же вид, как у полосно-пропускающего и полосно-заграждаю-

Рис. 10.36. Трех1де1цибелшый ответвитель встречно-штьвре- вой структуры

щего фильтров. По существу, такое устройство представляет собой комбинацию направленного ответвителя и фильтра.

На рис. 10.37 показаны различные топологии направленных фильтров. Полоса пропускания таких фильтров составляет несколько процентов. В схеме рис. 10.37,а используется кольцевой резонатор бегущей волны, периметр которого равен длине волны в линии передачи, соответствующей средней частоте полосы. Расчет области связи резонатора проводится так же, как и для направленного ответвителя на связанных линиях.

1 3

W 7A

Рис. 10.37. Топологии направленных фильТ1ро1в

10.8. ДЕЛИТЕЛИ И СУММАТОРЫ МОЩНОСТИ

Полосковые делители и сумматоры мощности находят широкое применение в фазированных антенных решетках, в схемах сложения мощностей генераторов, в усилителях, в многоканальных схемах и т. д.

Схемы делителей мощности могут быть построены на основе направленных ответвителей.

В силу принципа взаимности упомянутые схемы делителей могут быть использованы для сложения СВЧ мощностей. Режим суммирования имеет ряд особенностей: необходимость синхронности и синфазности работы подключаемых источников, а также определенное соотношение их мощностей.

Общими недостатками ответвителей, работающих в режиме делителей (сумматоров), являются сложность топологии и заметная частотная зависимость.

Указанных недостатков не имеет кольцевой делитель мощности (рис. 10.38). Он состоит из двух четвертьволновых отрезков линий передачи которые с одной стороны, соединены между собой параллельно и подключены ко входной линии, а с другой - связаны через активное сопротивление R и подключены каждый к своей подводящей линии.

Рассмотрим принцип действия делителя. Если возбудить плечо 3, то сигнал делится поровну между плечами 1 я 2. При этом в силу симметрии точки Б и В эквипотенциальны, следовательно,