магистр по направлению "Радиотехника" (2016), аспирант Департамента радиоэлектроники и связи Института радиоэлектроники и информационных технологий - РтФ Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. Автор 10 научных работ. Сфера научных интересов - прикладная электродинамика
Master’s Degree in Radioengineering (2016), postgraduate student of the Department of Radioelectronics and Communication of Institute of Radio Electronics and Information Technology of the Ural Federal University. The author of 10 scientific publications. Area of expertise: applying electrodynamics
Традиционные микрополосковые мостовые устройства применяются в различных радиоэлектронных устройствах. Однако размеры таких устройств могут быть непрактичными, особенно на низких частотах. В этой связи представлена альтернативная конструкция мостового устройства с применением электродинамических систем (ЭС), эквивалентных индуктивной и емкостной нагрузкам четвертьволновых отрезков длинных линий, составляющих мост. Для их размещения используется свободное пространство внутри моста. Для учета влияния соседних проводящих линий друг на друга и других факторов разработанная топология промоделирована в программе САПР AWR DE 13. Также выполнена натурная модель устройства, на корой проведены измерения параметров с помощью векторного сетевого анализатора Rohde & Schwarz ZVA 24 и калибровочного комплекта K52. Результаты моделирования и натурных измерений, близкие друг к другу, показывают, что спроектированная топология моста обладает параметрами, близкими к параметрам обычной конструкции при существенном (до 75 %) сокращении площади. Микрополосковый мост представленной топологии может быть изготовлен по стандартной технологии травления печатных плат. Форма ЭС выбрана для максимального использования свободного пространства внутри моста без пересечения соседних проводников. Толщина отрезков микрополосковых линий и промежутки между ними определялись с точки зрения технологической целесообразности.
Traditional microstrip coupler devices have found various applications in radio engineering. They can be used in radiolocation, radio navigation, communications, antenna systems, radio measurements and other fields of technology. They are also used as a functional node fo r building power dividers, mixers, modulators, power summators, and beamforming elements. The design of the branch- line coupler consists of segments of microstrip lines with phase shifts of 90 degrees. However, the dimensions of such devices can be impractical, especially at low frequencies. Therefore, it is necessary to use various design solutions aimed at reducing the size of the device, while maintaining its characteristics at the level of a standard device. In order to eliminate parasitic transmission bands, reduce overall dimensions and economical manufacture, electrodynamic structures (ESs) that function as quarter-wave segments will be introduced into the design topology, and their dimensions are much shorter in length, and they can be manufactured by standard etching technology of printed circuit boards. The shape of the ES is chosen to maximize the use of free space within the coupler, without crossing adjacent conductor lines. The thickness of the microstrip lines and the gaps between them are selected in terms of technological feasibility. To take into account the influence of neighboring conductive lines on each other and other factors, the AWR DE 13 program was used. The compact design has the following dimensions 15.4 * 16.4 = 252.6 mm2, which is 75.7 % less than the conventional design. Based on the simulation results, a prototype of a compact coupler was manufactured. Measurements of its parameters were carried out using the vector network analyzer Rohde & Schwarz ZVA 24 and the calibration kit K52. As a result, a compact design was obtained, easy to manufacture, which can find a variety o f applications in microwave technology. Further reduction in size is possible due to the use of higher resistance lines and a reduction in the gap between them. However, further reduction will lead to a greater decrease in the bandwidth of operating frequencies, and the characteristics obtained will increasingly differ from those of the original design.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.