Ограничитель

 

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для защиты входных устройств СВЧ-приемников. Цель изобретения - снижение пика просачивающейся мощности. При низком уровне мощности, проходящей по отрезку 2, потери минимальны. При повышении уровня мощности выше порогового отпирается детекторный диод 6, выпрямленным током которого отпирается полевой транзистор 7, ток полевого транзистора 7 отпирает pin-диод З. При этом ограничитель имеет максимальную развязку. Высокая чувствительность нормально запертого полевого транзистора 7 обеспечивает снижение пика просачивающейся мощности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СИ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1737573 рц Н 01 Р 1/15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЧИЯ

К А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4768112/09 (22) 11.12.89 (46) 30.05.92. Бюл. N 20 (71) Московский энергетический институт (72) А,С.Шнитников, И,В.Лебедев, Н.В.Дроздовский и Ю.А,Лазунин (53) 621.372(088.8) (56) IEEE MTT-S Int Microwave Symp

Dig. 1979, р,235-240.

Вайсблат А.В. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. И.: Радио и связь, 1987, с.78. (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике

Изобретение относится к СВЧ-технике, в частности к разработке самоуправляемых твердотельных устройств, предназначенных для защиты чувствительных входных элементов

СВЧ-приемников.

Известны самоуправляемые квазиактивные ограничители, содержащие отрезок линии передачи, включенный в него переключательный ðin-диод, элемент связи и подключенный к нему детекторный диод, соединенный с переключательным диодом последовательно по постоянному току. Недостатком подобных устройств является низкая развязка в режиме запирания .

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является самоуправляемый ограничитель содержащий отрезок линии передачи, СВЧ и предназначено для защиты входных устройств СВЧ-приемников. Цель изобретения - снижение пика просачивающейся мощности. При низком уровне мощности, проходящей по отрезку

2, потери MHHHMMlbHbl. При повышении уровня мощности выше порогового отпирается детекторный диод 6, выпрям- ленным током которого отпирается полевой транзистор 7, ток полевого транзистора 7 отпирает pin-диод 3, При этом ограничитель имеет максимальную развязку. Высокая чувствительность нормально запертого полевого транзистора 7 обеспечивает снижение пика просачивающейся мощности. 2 ил. элемент связи, подключенный к нему детекторный диод и два переключательных pin-диода, включенные каскадно в а линию передачи. Переключательные диоды соединены с детекторным диодом по цепи постоянного тока.

С

Недостатком прототипа и аналога я вля ется значительный пик просачи" вающейся мощности на фронте входного импульса, связанный со сравнительно длительным процессом снижения импеданса pin-диода при подаче прямого смещения.

Целью изобретения является сни- «В» жение пика просачивающейся мощности 3. на выходе ограничителя.

Поставленная цель достигается тем, что в ограничителе; содержащем отрезок линии передачи, в котором периодически и параллельно включены

173 детекторный диод, а также первый и второй гереключающие элементы, которые находятся друг от друга на рас, стоянии > /4, при этом первый электрод детекорного диода подключен к отрезку линии передачи через элемент связи, а второй электрод - к общей шине, а первый переключающий элемент является pin-диодом, второй переключающий элемент выбран полевым транзистором, при этом второй электрод

pin-диода и сток подключены к отрезку линии передачи, исток подключен к общей шине, первый электрод р1п-диода подключен к источнику питания, а первый электрод детекторного диода соединен с затвором.

На Фиг.l представлен пример технической реализации предложенного устройства, на фиг. 2 приведена эквивалентная схема ограничителя.

На диэлектрчиеской подложке 1 с нижним металлизированным основанием (фиг, 1) размещен отрезок микрополоскавой линии передачи 2. Переключательный диод 3 подключен положительным электродом к отрезку 2, отрицательный, электрод по СВЧ-току заземлен с помощью низкоомного шлейфа Й. Элемент связи емкостного типа 5 соединен с детекторным диодом 6, который по по-. стоянному току связан с затвором полевого транзистора 7 четвертьволно- . вым отрезком высокоомной линии 8. По

СВЧ-току затвор заземлен с помощью низкоомного.шлейфа 9. Сток транзис.тора соединен с отрезком линии передачи 2 в точке, удаленной от сечения включения переключательного диода 3 на расстояние в четверть длины волны . в линии. Выводы истока. соединены с контактными площадками f0, ll, свя ванными с нижней металлизированной поверхностью подложки общей шиной с помощью сквозных металлизированных отверстий 12. Источник питания 13 включен между отрицательным выводом переключательнрго диода 3 и контактной площадкой 11.

Принцип работы устройства может быть пояснен с помощью эквивалентной схемы, где изображены наиболее важные элементы.

На низком уровне мощности {в режиме приема) переключательный диод . 3 находится в состоянии с высоким июедансом. Элемент связи 5 ответвляет из линии 2 небольшую часть

7573

СВц-мощности, величина которой в этом режиме оказывается ниже порога детектирования диода 6. Полевой

ЗО

4О

43

Я

Ы транзистор 7, работающий на обогаще ние, закрыт и имеет высокий выходной импеданс, определяемый малой емкостью сток-исток. Шунтирующее действие переключательного диода и транзистора незначительно, входной сигнал с малыми потерями проходит на выход ограничителя.

Когда входная мощность достигает порогового значения, диод 6 начинает детектировать. Возникающее на нем постоянное напряжение подается на затвор полевого транзистора, который открывается. Ток от источника питания 13 протекает через открытый транзистор и переключательный диод

3, который в результате этого переходит в низкоимпедансное состояние.

При этом происходит увеличение развязки, вносимой переключательным диодом и транзистором, и ограничение

СВЧ-мощности проходящей на выход . устройства. аким образом, транзистор совмещает функцию усиления выпрямленного сигнала и питания током смещения переключательного диода с функцией второго каскада ограничителя СВЧ-мощности. Включение транзистора на расстоянии /4 от переключательного диода обеспечивает максимальную развязку в режиме высокого уровня мощности. Время открывания транзистора значительно меньше, чем время снижения импеданса переключательного диода, так как открывание транзистора не связано с процессом накопления неосновных носителей заряда.. Открывание переключательного диода в предлагаемом устройстве также значительно ускоряется . благодаря усиленик выпрямленного сигнала детектора с помощью транзистора. В результате этого быстродействие ограничителя повышается и резко снижается пик просачивающейся мощности на фронте входного импульса.

Переключатели на СВЧ-полевых транзисторах характеризуются более высоким быстродействием, но меньшей рабочей мощностью, чем переключатели . на pin-диодах. Использование транзистора во втором каскаде ограничи-. теля и мощного переключательного диода в первом каскаде позволяет добиться наилучшего распределения электрической нагрузки между приборами, улучшается качество защиты и расширяет динамический диапазон устройства. указанный полезный эФФект достигается одновременно с повышением быстродействия без ухудшения других параметров устройства.

Формула изобретения

Ограничитель, содержащий отрезок линии передачи, в котором периодически и параллельно включены детекторный диод, а также первый и второй переключающие элементы, которые находятся друг от друга на четверть

173 7573 волновом расстоянии, первый эЛектрод детекторного диода подключен к отр зку линии передачи через элемент en -

5 зи, второй электрод — к общей шине, а первый переключающий элемент является pin-диодом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения пика просачивающейся мощности, вто1О рой переключательный элемент выбран полевым транзистором, при этом второй электрод pin-диода и сток подключены к отрезку линии передачи, исток пт1ключен .к общей шине, первый электрол

pin-диода подключен к источнику питания, а первый электрод ретекторногo диода соединен с затвором.

71 12

1737573

Редактор Н.Коляда

Заказ 1898

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ВНИИПИ Государственного

113035, Составитель А.Шнитников

Техред А,Кравчук Корректор И.Эрдейи

Тираж Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5