[LT] Išradimas priskiriamas mikrobanginiams įrenginiams ir yra taikomas bangolaidžiu sklindančiosbangos fazei moduliuoti. SiC bangolaidinis moduliatorius susideda iš 4 pagrindinių mazgų - metalinio bangolaidžio (1), skirto sužadinti SiC bangolaidį, metalinių kontaktų (2), nuolatinės srovės šaltinio (3), SiC bangolaidžio (4), kuriuo sklinda modos. SiC apskritasis bangolaidis yra sužadinamas jį įstatant į metalinį. Apskrituoju bangolaidžiu sklinda modos. Bangolaidžio užaštrintame gale yra išspinduliuojama pagrindinė moda. Bangolaidžiu teka srovė, todėl SiC medžiaga yra įkaitinama iki 1800 °C. Keičiasi įtampa, o tokiu būdu keičiasi ir temperatūra. Dėl šitos priežasties atsiranda fazės pokytis.
[EN] The invention relates to the field of microwave devices and it is used to modulate the phase of the wave propagating in the waveguide. The SiC waveguide modulator consists of 4main components: the metal waveguide (1) for excitation of the SiC waveguide; the metal contacts (2); the source of the constant current (3); the SiC waveguide (4) with the propagating modes. The SiC waveguide is excited by placing it inside a metal waveguide. The modes propagate in the SiC waveguide. The main mode is emitted at the sharp end of the waveguide. The current flows at the waveguide. By this reason the SiC material heats till 1800 oC. The voltage is changed and by this way the temperature changes. Therefore we get the phase shift.
[0001] Išradimas priskiriamas mikrobanginiams įrenginiams ir yra taikomas bangolaidžiu sklindančios bangos fazei moduliuoti.
[0002] Analogiškas prietaisas buvo sukurtas Islam M. S., Tsao A. J., Reddy V. K., Neikirk D. P. (Islam M. S., Tsao A. J., Reddy V. K., Neikirk D. P. GaAs on Quartz Coplanar Waveguide Phase Shifter. IEEE Microwave and Guided wave Letters, 1991, Vol. 1, No. 11, p. 328-330). Analogas yra optiškai kontroliuojamas fazės keitiklis, kurio pagrindą sudaro koplanarusis bangolaidis. Bangolaidžio paviršius padengtas plona epitaksine GaAs plėvele. Šita konstrukcija yra įdėta į kvarcinį darinį.
[0003] Analogas turi vieną esminį trūkumą. Didėjant dažniams, bangolaidinio fazės keitiklio konstrukcija turi būti mažinama. Turint sudėtingą keitiklį, tai gali sukelti sunkumų. Siūlomas įrenginys leidžia pašalinti analogo trūkumą. Siūlomas paprastos apskritos konstrukcijos bangolaidinio fazės keitiklio variantas. Taip sumodeliuotą įrenginį yra lengva mažinti didėjant dažniams.
[0004] Siekiant išvengti aukščiau minėtų trūkumų yra siūlomas SiC bango laidinis moduliatorius, kuris yra kuriamas SiC bangolaidžio, kurio spindulys yra diapazone nuo 0,03 GHz·m iki 0,09 GHz·m, pagrindu. Moduliatorius gali veikti SAD ir YAD diapazonuose, kiekvienam diapazonui bango laidžio spindulys yra apskaičiuojamas.
[0005] Naujame bangolaidiniame moduliatoriuje, kuris sudarytas iš bangolaidžio, metalinių kontaktų ir nuolatinės srovės šaltinio, nauja yra tai, kad cilindrinės formos bangolaidis pagamintas iš silicio karbido (SiC), kurio santykinė dielektrinė skvarba priklauso nuo temperatūros, SiC bangolaidžio galai suformuoti kūgiškai ir įstatyti į metalinius bangolaidžius, ir visa konstrukcija sujungta su nuolatinės srovės šaltiniu. Be to, nuolatinės srovės šaltinio laidai jungiami prie konstrukcijoje padarytų metalinių įvrėžų,
[0006] Išradimo esmė paaiškinta brėžiniuose, kuriuose parodyti: 1 pav. - SiC bangolaidinio moduliatoriaus konstrukcija;
[0007] 2 pav. - SiC bangolaidžio dispersinės kreivės.
[0008] Bangolaidinio moduliatoriaus konstrukcija yra tokia. SiC bangolaidis yra įstatytas į metalinius bangolaidžius 1. Bangolaidžio galuose yra apie 1 mm pločio įbrėžos 2. Šios įbrėžos 2 strypo galuose sudaro tarsi žiedus. Nuo šių žiedų eina laidai, prijungti prie nuolatinės srovės šaltinio 3. Šaltinis 3 yra valdomas trumpųjų impulsų. Kai šaltinis 3 įjungtas, strypu 4 teka nuolatinė srovė, kuri greitai įkaitina strypą. Sis procesas yra mažai inertiškas ir prietaisai veikia greitai. Impulsai, įjungiantys šaltinį gali būti skirtingos trukmės. Tokiu būdu galima moduliuoti informaciją. Bangolaidinį moduliatorių sudaro strypas (SiC bangolaidis) 4, kurio abu galai yra užaštrinti.
[0009] Prietaisas, veikia tokiu būdu. SiC apskritasis bangolaidis 4 yra sužadinamas jį įstatant į metalinį 1. Apskrituoju bangolaidžiu sklinda modos. Bangolaidžio užaštrintame gale yra išspinduliuojama pagrindinė moda. Bangolaidžiu teka srovė, todėl SiC medžiaga yra įkaitinama iki 1800 ºC, Keičiasi įtampa, o tokiu būdu keičiasi ir temperatūra. Dėl šitos priežasties atsiranda fazės pokytis.
[0010] SiC bangolaidis buvo išnagrinėtas, esant penkioms skirtingoms temperatūroms. Kai T = 20 °C, ε = 6-0,5i, kai T= 500 ºC, ε = 6,5- i0,5, kai T= 1000 ºC, ε = 7- i1, kai T= 1500 ºC, ε = 8- i2, kai T= 1800 ºC, ε = 11- i7.
[0011] SiC bango laidinio keitiklio veikimui išanalizuoti buvo gautos dispersinės kreivės (2 pav.). Siekiant apskaičiuoti fazės postūmį buvo išanalizuotos dispersinės kreivės, kai T=1800 ºC ir T=1500 ºC. Fazės postūmis buvo skaičiuojamas pagal (1) formulę:
[0012] čia h'M - pagrindinės modos išilginė sklidimo pastovioji, kai T = 1800 ºC, o dažnis yra vidutinis tarp pagrindinės ir pirmos aukščiausiosios modų atkirtos dažnių, h'M - pagrindinės modos išilginė sklidimo pastovioj i, kai T= 1500 ºC, o dažnis yra vidutinis tarp pagrindinės ir pirmos aukščiausiosios modų atkirtos dažnių, L - bangolaidžio ilgis.
[0013] Tokie įrenginiai gali būti naudojami fazinėms anteninėms gardelėms, kurios yra taikomos informacijai perduoti.
1. Bangolaidinis moduliatorius, susidedantis iš bangolaidžio, metalinių kontaktų ir nuolatinės srovės šaltinio, besiskiriantis tuo, kad cilindrinės formos bangolaidis (4) pagamintas iš silicio karbido (SiC), kurio santykinė dielektrinė skvarba priklauso nuo temperatūros, Sie bangolaidžio (4) galai suformuoti kūgiškai ir įstatyti į metalinius bangolaidžius (1), ir visa konstrukcija sujungta su nuolatinės srovės šaltiniu (3).
2. Bangolaidinis moduliatorius pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad cilindrinio bangolaidžio spindulys yra diapazone nuo 0,03 GHz·m iki 0,09 GHz·m.
3. Bangolaidinis moduliatorius pagal 1 ar 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad nuolatinės srovės šaltinio (3) laidai prijungti prie konstrukcijoje padarytų metalinių įbrėžų (2).