Электрически управляемый аттенюатор
Изобретение относится к технике управления мощностью высокочастотных колебаний и может быть использовано для регулирования мощности СВЧ-сигналов Целью изобретения является увеличение вносимого ослабления при сохранении согласования в широкой полосе частот. Аттенюатор содержит p-i-n-диоды 1, 2, 3, 4, 5, четвертьволновые отрезки линий передач 6, 7, 8, резисторы 9, 10, блокировочные конденсаторы 11.12,14,15, линию передачи 13 К точке соединения первого и второго p-t-n- диодов подключен одним концом третий четвертьволновый отрезок, волновое сопротивление которого выбрано равным 1,25/э, который через p-i-n диод 5 подключен к общей шине, что обеспечивает согласование в широком диапазоне изменения ослабления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистических
РЕСГ1УБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ rS A/õ (— е-с 2 улр (21) 4779523/09 (22) 08.01.90 (46) 15.11.92. Бюл. N 42 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.П.Разинкин и Б,Г.Перлин (56) Авторское свидетельство СССР N 1290442, кл. Н 01 Р 1/22, 1990. Авторское свидетельство СССР N 1290441, кл. H 01 Р 1/22, 1991. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫЙ АТТЕНЮАТОР (57) Изобретение относится к технике управления мощностью высокочастотных колебаний и может быть использовано для Ы„1775765 А1 регулирования мощности СВЧ-сигналов. Целью изобретения является увеличение вносимого ослабления при сохранении согласования в широкой полосе частот. Аттенюатор содержит р-i-и-диоды 1, 2, 3, 4, 5, четвертьволновые отрезки линий передач 6; 7, 8. резисторы 9, 10, блокировочные конденсаторы 11, 12, 14, 15, линию передачи 13. К точке соединения первого и второго р-i-пдиодов подключен одним концом третий четвертьволновый отрезок, волновое сопротивление которого выбрано равным 1,25р, который через р-i-n диод 5 подклю)) чен к общей шине, что обеспечивает согла- сование в широком диапазоне изменения ослабления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 1 775 755 Предлагаемое изобретение относится к технике управления мощностью высокочастотных колебаний и может быть использовано для регулирования амплитуды сигналов, передаваемых по СВЧ тракту, Аттенюаторы, применяемые в современной технике СВЧ чаще всего выполняются на р-i-n-диодах и регулировка вносимого ослабления достигается за счет изменения управляющих токов через диоды, В настоящее время стоит задача создания хорошо согласованных аттенюаторов, имеющих большой динамический диапазон изменения вносимого ослабления и малую неравномерность частотных характеристик как по КСВ, так и по вносимому ослаблению. Известен СВЧ аттенюатор, в котором два р-i-n-диода включены встречно-последовательно между входом и выходом, а согласующий р-i-n-диод подключен через четвертьволновой трансформатор к точке соединения первых двух диодов, При этом управляющий ток через согласующий р-I-пдиод имеет в два раза большую величину чем в последовательных диодах. Это устройство имеет высокое качество согласован ия, отличается и ростотой схемы управления, однако за счет емкостей диодов, включенных между входом и выходом. в дециметровом диапазоне длин волн имеет ограниченную величину максимального вносимого ослабления. Кроме того, за счет низкого значения волнового сопротивления четвертьволнового трансформатора (из условия идеального согласования на центральной частоте оно должно быть равно РМ2, где р- волновое сопротивление тракта СВЧ) высокое качество согласования будет обеспечено в ограниченной полосе частот. Известен также СВЧ аттенюатор, содержащий два звена, каждое из которых выполнено на основе четвертьволнового отрезка линии передачи, к концам которого подключены четвертьволновые шлейфы, нагруженные на р-i-n-диоды и резисторы. Рассматриваемый аттенюатор отличается высоким качеством согласования. Однако он не позволяет получить большого вносимого ослабления, поскольку четыре pi-n-диода по цепи СВЧ-сигнала зашунтированы резисторами, При отсутствии управляющего тока только один средний шлейф с нешунтированным р-I-и-диодом будет препятствоваTь прохождению сигнала со входа на выход В этом случае практически не реализуешься вносимое ослабление болел 25 д6. 1 эхо о динами <еского диапаз1на лля сову».менных СВ 1 устроиств ока 2 +2Zy 25 га где Z - — нормированный к 1 +/co C R волновому сопротивлению тракта СВЧ импеданс р-i-n-диода; гэ = R / р — нормированное активное 30 сопротивление р-I-и-диода СВЧ сигналу; R y — активное сопротивление р-i-п-диода СВЧ-сигналу; p — волновое сопротивление тракта СВЧ; 35 С вЂ” емкость р+и-диода; (л) — частота СВЧ.сигнала. Анализ соотношения (1) показывает, что при больших вносимых ослаблениях, когда Ry оо выражение для коэффициента 40 передачи принимает вид: 45 Для эффективного управления, т.е. для получения достаточного динамического диапазона регулирования (более 25 дБ) необходимо выполнить условие со Сзр < (1. В этом случае соотношение (2) может быть упрощено т иСая 2 (3) Заметим, что соотношение (3) является асимптотическим пределом максимального вносимого ослабления (минимум Т), которое определяется значением ю и вели иной емкости диода С . 1аким образом из выражеустройство также имеет большие габариты за счет наличия б четвертьволновых шлейфов, что также приводит к сужению полосы рабочих частот. 5 Кроме того, известен электрически управляемый аттенюатор, являюгцийся прототипом предлагаемого изобретения, содержащий П-образное звено, в последовательном плече которого включено встреч10 но-последовательно два р-i-п-диода, один из которых через конденсатор зашунтирован резистором, а в параллельном плече последовательно включены n-l-n-диод, четвертьволновый отрезок линии передачи и 15 постоянный резистор. Учитывая трансформирующие свойства четвертьволновых отрезков длинных линий, нетрудно показать, что коэффициент передачи данного аттенюатора описывается со20 отношением 1775765 55 ния (3) следует, что получение минимальной величины Т, т.е. наибольшего вносимого ослабления.ограничивается конечной величиной собственной емкости р-i-n-диода С . Из формулы 3, также видно, что модуль коэффициента передачи /Т/ при R - со линейно зависит от частоты, что вызывает большую неравномерность частотных характеристик. Целью предлагаемого изобретения является увеличение вносимого ослабления при сохранении согласования в широкой полосе частот, Кроме того, предлагаемый аттенюатор отличается простотой схемы управления, отсутствием блокировочных дросселей и может быть использован в различных СВЧ трактах метрового и дециметрового диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в известный электрически управляемый аттенюатор, содержащий первый и второй pi-n-диоды, включенные встречно-последовательно в линию передачи, и первый и второй четвертьволновые отрезки, одними концами подключенные к одному электроду третьего или четвертого р-i-n-диода, соответственно, а другими через резисторы подсоединены к другим электродам первого и второго р-i-n-диодов, соответственно, при этом первый, второй, третий, четвертый р-iu-диоды подключены униполярно к источнику управления, к точке оединения первого и второго р-i-n-диодов подключен одним концом введенный третий четвертьволновой отрезок, волновое соп отивление которого выбрано равным 1,25р и который другим концом через веденный пятый р-i.-пдиод подключен к общей шине, другие электроды третьего и четвертого р-i-n-диодов соединены через введенные блокирующие конденсаторы с общей шиной, при этом пятый р-i-n-диод включен униполярно с первым, вторым, третьим, четвертым р-1-и-диодами по управлению, где р — волновое сопротивление линии пеоедачи. На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого электрически управляемого аттенюатора. Предлагаемый СВЧ аттенюатор содержит р-i-и-диоды 1, 2. 3, 4, 5, четвертьволновые отрезки ".èíèé передачи б, 7, 8, резисторы 9. 10, блокировочные конденсаторы 11, 12, 14. 15. линию передачи 13, Р.+и-диоды 1, 2 включены встречно-последовательно в линию передачи 13, начало которой является входом «т ген юатора, а конец — соответс кениг вьI ярr, Гr:: :;; р четвертьволновой отрезок 6 f1 I-г -ди >л,> . конденсатор 11 соединены последовлтеп но и включены между точкой соедине р-i-n-диода 1 с линией пере. а«и 13 и общ," шиной. Резистор 10, четвертьволновой о резок 7, р+и-диод 4 и блокирово ный кон денсатор 12 соединены последовательно включены между точкой соединения р-i-пдиода 2 с линией передачи 13 и общей ши ной. Четвертьволновой отрезок 8 с волновым сопротивлением 1.25р и р-i-идиод 5 соединены последовательно и включены между точкой соединения р-i-n-диодог 1 и 2 и общей шиной. Незаземленные об кладки блокировочных конденсаторов 11, 12 соединены между собой и подключены к источнику управляющего тока, по отношению к которому р-i-и-диоды 1, 2, 3, 4, 5 включены униполярно, Блокировочные конденсаторы 14. 15 включены соответственно между входом аттенюатора и началом линии передачи 13 и между выходом аттенюатора и концом линии передачи 13. Формула изобретения Электрически управляемый аттенюатор, содержащий первый и второй р-1-и-диоды, включенные .встречно последовательно в линию передачи и первый и второй четвертьволновые отрезки, одними концами подключенные к одному электроду третьего или четвертого р-i-n-диода соответственно, а другими через резисторы подсоединены к другим электродам первого и второго р+п-диодов соответственно, при этом первый, второй, третий. четвертый р+ п-äèoäû подключены униполярно к источнику управления, отличающийся тем, что, с целью увеличения вносимсго ослабления при сохранении согласования в широкой полосе частот, к точке соединения первого и второго р-i-n-диодов подключен одним концом введенный третий четвертьволновый отрезок, волновое сопротивление кото,,/ рого выбрано равным 7,25p(p — волновое сопротивление линии передачи) и который другим концом через введенный пятый р-iu-диод подключен к общеи шине. другие электроды третьего и четвеpT:íо р-I-и-диодов соединены через введенн с блокирующие конденсаторы с оби и ьчинлй, при агом пятый р-I n"äèîä включг . уnI :;ë. 1рно с первым, вторым, третьим. гет -.flII,II р+и-диодами по управлению.
