ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2021. № 2
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.2.9
УДК 621.396
Миниатюризация квадратурных шлейфных направленных ответвителей
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д.32
Статья поступила в редакцию 14 января 2021 г., после доработки - 10 февраля 2021 г.
Аннотация. Рассмотрена методика проектирования квадратурных шлейфных ответвителей с уменьшенными относительно стандартной конструкции габаритами. Данная методика основана на использовании фильтров нижних частот (ФНЧ), заменяющих четвертьволновые отрезки микрополосковой линии (МПЛ). Помимо этого, рассмотрены схемно-конструктивные варианты реализации компактных ответвителей с управляемой рабочей частотой и разными волновыми сопротивлениями подводящих линий.
Ключевые слова: СВЧ фильтр, микрополосковая линия, миниатюризация, двухшлейфный мост.
Abstract. The method of designing stub quadrature couplers with reduced dimensions relative to the standard design is considered. This technique is based on replacing quarter-wave sections of a microstrip transmission line (MTL) with low-pass filters (LPF), with equivalent frequency characteristics in the vicinity of the central frequency of the device. In addition, the circuit and design implementations of compact couplers with a controlled operating frequency and different wave impedances of the supply lines of the coupler are considered.
Key words: microwave filter, microstrip line, miniaturization, branch-line coupler.
Литература
1. Chiang Y.-C., Chen C.-Y. Design of a Wide-Band Lumped-Element 3- dB Quadrature Coupler. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2001. Vol.49. No.3. P.476-479. https://doi.org/10.1109/22.910551
2. Yu X., Sun S. Design of RF/Microwave Planar Crossovers Using Pure-Series-Connected Lumped Elements. 2017 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. San Diego, CA. 2017. P.2231-2232.https://doi.org/10.1109/APUSNCURSINRSM.2017.8073158
3. Wang H., Liu X., Cai W., Cao H. Design and Realization of a New Compact Branch-line Coupler Using Defected Ground Structure. 2008 9th International Conference on Solid-State and Integrated-Circuit Technology. 2008. https://doi.org/10.1109/ICSICT.2008.4734818
4. Chung D.-H. Design of HTS 3 dB Hybrid Coupler Using Lumped Elements for Radio Astronomy. IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2013. Vol.23. No.3. P.1501904. https://doi.org/10.1109/TASC.2013.2245492
5. Barik R.K., Kumar K.W.P., Karthikeyan S.S. Compact Wideband 3dB Branch Line Coupler with Multiple Symmetric PI Section. 2015 European Microwave Conference (EuMC). 2015. https://doi.org/10.1109/EuMC.2015.7345753
6. Eccleston K.W., Ong S.H.M. Compact Planar Microstripline Branch-Line and Rat-Race Couplers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2003. Vol.51. No.10. P.2119-2125. https://doi.org/10.1109/TMTT.2003.817442
7. Liao S.-S., Peng J.-T. Compact Planar Microstrip Branch-Line Couplers Using the Quasi-Lumped Elements Approach With Nonsymmetrical and Symmetrical T-Shaped Structure. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2006. Vol.54. No.9. P.3508-3514. https://doi.org/10.1109/TMTT.2006.880650
8. Koziel S., Kurgan P. Rapid Hierarchical Simulation-Driven Design of Compact MultiSection Branch-Line Couplers. 2015 IEEE MTT-S International Conference on Numerical Electromagnetic and Multiphysics Modeling and Optimization (NEMO). 2015. https://doi.org/10.1109/NEMO.2015.7415030
9. Horii Y. Super-Compact Multi-Layered CRLH Couplers Designed in Left-handed Phase-Advanced Region. 2009 European Microwave Conference (EuMC). Rome, Italy. 2009. P.362-365. https://doi.org/10.23919/EUMC.2009.5296260
10. Tseng C.-H. Compact LTCC Rat-Race Couplers Using Multilayered Phase-Delay and Phase-Advance T-Equivalent Sections. IEEE Transactions on Advanced Packaging. 2010. Vol.33. No.3. P.543-551. https://doi.org/10.1109/TADVP.2010.2044660
11. Kapitanova P., Kholodnyak D., Humbla S., Perrone R., Mueller J., Hein M.A., Vendik I. 180° Power Dividers Using Metamaterial Transmission Lines. 14th Conference on Microwave Techniques, COMITE. Prague, Czech Republic, 2008, P.1-4. https://doi.org/10.1109/COMITE.2008.4569917
12. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Москва, Высшая школа.. 1996.
13. Лебедев И. В. Техника и приборы СВЧ. Москва, Высшая школа, 1970.
14. Харкевич А.А. Теоретические основы радиосвязи. Москва, ГИТТЛ. 1957.
15. Атабеков Г.И., Купалян С.Д., Тимофеев А.Б., Хухриков С.С. Теоретические основы электротехники. Москва, Энергия. 1979.
16. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов СВ. Основы теории цепей. Москва, Энергоатомиздат. 1989.
17. Ионкин П.А. Теоретические основы электротехники. Москва, Высшая школа. 1976 г.
18. Чавчанидзе Г.Д., Артемов А.А. Длинные линии. Основные положения и решения: Учебное пособие. Москва, РУТ (МИИТ). 2019. 66 с.
19. Романенко С. Н., Дмитренко В.П., Воскобойник В.А. Расчет шлейфных направленных ответвителей на МПЛ с учетом дисперсии и потерь в линиях. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2013. №2. С.32-36.
20. Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и проектирование. Москва, Радио и связь. 1990. 288 с.
21. Cadence. AWR Design Environment [online]. AWR. Accessed 10.01.2021. URL: https://www.awr.com/ru
22. Альтман Дж.Л. Устройства сверхвысоких частот. Москва, Мир. 1968. 487 с.
23. Маттей Г.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. Пер с англ. под ред. Л.В. Алексеева и Ф.В. Кушнира. Москва, Связь. 1971. Т.1. 440 с. Т.2. 496 с.
24. Ansys. 3D Electromagnetic Field Simulator for RF and Wireless Design [online]. Accessed 10.01.2021. URL: https://www.ansys.com/products/electronics/ansys-hfss
Для цитирования:
Летавин Д.А. Миниатюризация квадратурных шлейфных направленных ответвителей. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.2.9