§ 3.2. Широкополосные шлейфные переходы

В ОИС СВЧ также используются и менее широкополосные (полоса рабочих частот до октавы) так называемые шлейфные переходы, в которых выравнивание потенциалов в проводниках соединяемых линий осуществляется с помощью четвертьволновых шлейфов. Разомкнутые либо короткозамкнутые шлейфы могут включаться в области перехода последовательно или параллельно в

зависимости от типов соединяемых линий. Ниже рассмотрен ряд конкретных примеров переходов шлейфного типа.

Межслойиый переход НПЛ СЩЛ (табл. 3.1, п. 1) был предложен и широко применялся в плаиарпых ИС в 70-х годах [212— 214]. Необходимо отдать должное данпому БЭ из-за простоты его конструкции, а самое, пожалуй, главное — он дал большой толчок развитию нового направления проектирования СВЧ схем на комбинированных линиях передачи.

В переходе НПЛ СЩЛ использована связь по магнитному полю. Этот переход представляет собой две взаимно перпендикулярные линии, пересекающиеся в пучностях магнитных полей. За точкой пересечения СЩЛ заканчивается четвертьволновым короткозамкнутым шлейфом, а НПЛ - четвертьволновым разомкнутым шлейфом (табл. 3.1, п. 1). Частотные характеристики Ксти перехода приведены на рис. 3.5. Потери в переходе составляют менее [213].

Рис. 3.5. Частотная зависимость коэффициента стоячей волны шлейфовых переходов: сплошные кривые — расчет; эксперимент

С использованием того же принципа построен межслойный переход КЛ КЛ (табл. 3.1, п. 2; [215]). Узкие проводники КЛ переходят в проводники СПЛ одинаковой ширины. В области обрыва слоев металла КЛ проводники СПЛ заканчиваются четвертьволновыми разомкнутыми шлейфами на НПЛ, которые выравнивают потенциалы соединяемых линий и одновременно инвертируют фазу сигнала на 180°. Длина отрезка СПЛ выбирается из условия предотвращения возникновения на краях металла изучающей волны -типа. Особенностью перехода является развязка соединяемых линий по постоянному току.

В рассмотренном переходе НЩЛ, образованная краями металла, не должна возбуждаться. В принципе НЩЛ можно использовать в качестве согласующего четвертьволнового шлейфа. Этот тип перехода рассмотрен в [216], где проанализированы также переходы и НПЛ НПЛ (табл. 3.1, пп. 3 и 6), построенные на четвертьволновых короткозамкнутых шлейфах СЩЛ, и переходы и пп. 3 и 4) — на четвертьволновых разомкнутых шлейфах. Причем в переходах, приведенных в пп. 3—5, шлейфы включены последовательно, а в п. 6 — параллельно. Частотные характеристики переходов КЛ КЛ и НПЛ НПЛ (табл. 3.1, пп. 2 и 6) также приведены на рис. 3.5.

Параллельное включение четвертьволнового. короткозамкнутого шлейфа на СЩЛ использовалось в переходе КЛ СЩЛ (табл. 3.1,

(см. скан)

(см. скан)

п. 7, [201]). Необходимо отметить, что во всех рассмотренных переходах отсутствуют навесные перемычки (кроме перехода : табл. 3.1, п. 3) и не требуется монтажных работ при настройке. Технологичность простота конструкции шлейфовых переходов даст возможность использовать их вплоть до миллиметрового диапазона. В правой колонке табл. 3.1 приведены элементы матриц рассеяния рассмотренных переходов шлейфного типа. Они получены на основе эквивалентных схем, приведенных там же. В квази- статическом приближении результаты расчета удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.

В заключение приведем сводку обозначений, примененных в табл. 3.1: коэффициенты волновой матрицы рассеяния, толщина подложки, диэлектрическая проницаемость подложки, эффективная диэлектрическая проницаемость волновые сопротивления, нормированные на сопротивление соединяемых лнппй постоянные затухаппя и фазовые постоянные в линиях, геометрические длины шлейфов на НПЛ и индуктивность соединяемых отрезков, текущая частота.