192180. lajstromszámú szabadalom • Mikrohullámú szimmetrizáló transzformátor keverőkhöz és modulátorokhoz
1 192 180 2 sen komplemens kivitelek következménye. A találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor működése abban áll, hogy 8 bemenő impedanciájú (Z0) aszimmetrikus bemenetről a rádiófrekvenciás jelet teljes egészében 7 terhelés kimenő impedanciájú szimmetrikus kimenetre továbbítja, amely 7 terhelés kimenő impedanciája közel azonos RL impedancia értékével, avagy pedig közel RL/2 kimenő impedanciájú aszimmetrikus kimenetekből képzett impedanciával, ahol is a jelek amplitúdói egyformák és ellentétes fázisúak, míg az átviteli sáv a lehető legszélesebb, és a kimeneti és bemeneti pontok között az illesztés a lehető legjobb. A találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor például vékonyréteg technológiával valósítható meg, amely alkalmas hibrid integrált áramkörök előállításához. A 3 hordozó 0,5-1,5 mm vastagságú alumíniumoxid (A1203). A szimmetrizáló transzformátor hullámvezetőit elszigetelő felső 4 hordozó olyan dielektrikumból készül, amelynek dielektromos állandója közel azonos az alsó 3 hordozó dielektromos állandójával, míg vastagsága az alsó 3 hordozó vastagságának körülbelül egyötöde. A felső 4 hordozó vastagsága a hullámvezetők diszperziós tulajdonságainak megkívánt kompenzálási arányától függ. A találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor további megvalósítási lehetőségét a monolitikus technológia adja, amely 0,5 mm-nél kisebb vastagságú gallium arzenid (GaAs) félvezető 3 hordozón alakítható ki. A felső 4 hordozó dielektromos rétege, amely a hullámvezetőket elválasztja egymástól, szilikonnitridből (Si3N4), amelynek vastagsága körülbelül az alsó 3 hordozó vastagságának egyötöde. A találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor ily módon való kivitelezése különösen kedvező 8 GHz feletti mikrohullámú tartományokban. A keresztmetszeti méretek, amelyek általában az egyes hullámvezetők egyes szakaszaira különbözők és különböznek az egyes részek meghatározott szegmensei tekintetében is, a megkívánt sávszélességi tulajdonságoktól függenek a feltételezett tipikus impedanciák függvényében, így például 50 ohm-os bemeneti és 100 ohm-os terhelő impedancia esetében a találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor kialakítása nem okoz megvalósítási problémát és technológiai folyamatok tekintetében jelentős pontatlanságokat is megenged. Említésre méltó az a tény is, hogy a találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor megvalósítása nem ütközik akadályokba olyan keresztmetszeti méretek esetében, amely más típusú szimmetrizáló transzformátorok egyes részeinél már előfordultak, mimellett bizonyos fokú szabadság van a felső hordozó anyagának és vastagságának kiválasztása tekintetében, amely lehetővé teszi az elvárt fázissebességarány megkívánt kompenzációját páros és páratlan módusú gerjesztő hullámok esetében, beleértve a teljes kompenzációt. Ennek következtében a találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor kialakítása technológiailag nem ütközik akadályokba, mivel a sebességarány korrigálására szolgáló műveletek elmaradnak. A találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor 180°-os teljesítményosztóként is alkalmazható, és második szimmetrizáló transzformátorral, valamint félvezető diódákból kialakitott négyessel együttműködve mint kétszeresen szimmetrikus keverő vagy modulátor. A fenti felhasználás nem meríti ki a találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor által létrehozott alkalmazási lehetőségeken Igen előnyösek a tulajdonságai a sávszélesség tekintetében, mely még három oktáv értéket is meghaladhat. Ezen túlmenően az is érdemes a megemlítésre, hogy a találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor rétegelt szerkezete lehetővé teszi az alsó oldalon a fémezett filmcsík zavartalan alkalmazását, amely előnyösen megvalósítható mind az alumíniumoxid hordozót alkalmazó vékonyréteg technológia, mind a gallium arzenid félszigetelőt és szilíciumnitrid réteget felhasználó monolitikus technológia esetében. A monolitikus technológia alkalmazásával lehetővé válik, hogy szelektív epitaxia vagy ion implantáció segítségével a félvezető határrétegeket közvetlenül a szimmetrizáló transzformátorhoz alkalmazott hordozórétegen alakítsák ki, és ily módon például monolitikus keverő lelehet kialakítható. \ találmány szerinti szimmetrizáló transzformátor 1-18 GHz tartományban alkalmazható, vagyis a mikrosztrip vonalak esetében széleskörűen elterjedt tartományban. Az S frekvenciatartomány alatti frekvenciák esetében használhatósága elmarad a koncentrált kivitelű, ferritmagokat alkalmazó szimmetrizáló transzformátorokhoz képest, míg a 18 GHz frekvenciák fölötti tartományokban a wave guide technikával való kombinálhatósága tekintetében előnyösebb a fin-line és slot-line technikával kialakított szimmetrizáló transzformátorokhoz viszonyítva. Szabadalmi igénypontok 1. Mikrohullámú szimmetrizáló transzformátor TEM módusú tápvonalat alkalmazó keverőkhöz és modulátorokhoz, amelynek két másodrendű reaktancia része van, amelynek hossza körülbelül rádiófrekvenciás jel hullámhosszának negyedével azonos, továbbá amely aszimmetrikus bemenete és szimmetrikus kimenete van, azzal jellemezve, hogy mindegyik résznek (I, II) két mikrosztrip tápvonal jellegű vezetősávja van, amelyek alsó rétegelt hordozó (3) alsó fémezése (0) által képzett földsik felett vannak elrendezve, továbbá a vezetők (1,2) egyike az alsó hordozó felső oldalán, míg a másik vezető (1\ 2’) e felett és tőle felső rétegelt hordozó (4) anyagának tömege által elválasztva és a felső hordozó (4) felülső oldalán van, a vezetők egy párja - a szakaszok bármelyikéből - képezi a bemeneti vezetők (1,2) párját, amelyek egymáshoz két végükkel (12, 21) csatlakoznak, míg a fennmaradó két vég (11) egyike a bemenetre (10) csatlakozik és a másik vég (22) rádiófrekvenciásán reflektáló elemmel van lezárva, továbbá a fennmaradó vezetők (1\ 2’) második párjának - amely a kimeneti vezetők párja - két, részenként egy-egy vége (12’, 21’) képezi a kimeneti lezárás párját, míg a kimeneti vezetőpár fennmaradó végeinek (22’, 11’) mindegyike rádiófrekvenciásán reflektáló elemmel van lezárva. 2. Az 1. igénypont szerinti szimmetrizáló transz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
