Малогабаритный фазовращатель свч-диапазона

Изобретение относится к области нанотехнологии и может быть использовано в интегральной СВЧ-электронике для радиотехнической аппаратуры наземного, воздушного, космического базирования. Технический результат - снижение потерь мощности СВЧ-сигнала и увеличение верхнего диапазона частот. Малогабаритный фазовращатель СВЧ-диапазона, включающий расположенную на диэлектрическом материале микрополосковую линию и размещенные между ее токовым и земляным проводниками сегнетоэлектрические конденсаторы на диэлектрической подложке, отличающийся тем, что диэлектрическим материалом является алмазная пластина, диэлектрическая подложка выполнена из монокристаллического оксида магния с кристаллической ориентацией (100), а в качестве сегнетоэлектрика используют пленку барий-стронций титаната состава Ba1-xSrxTiO3 толщиной 20±5 нм, где х=0,2±0,01. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области микроэлектроники, нанотехнологии, твердотельной электроники и может быть использовано в радиотехнической аппаратуре, в средствах связи, навигации и управления движением, фазированных антенных решетках, в телекоммуникационных системах и системах радиолокации наземного, воздушного и космического базирования.

Известно устройство электронно-перестраиваемого фазовращателя, содержащее микрополосковую линию (МПЛ) на диэлектрической пластине и управляемый электрическим полем фазосдвигающий элемент в виде p-i-n диодов, встроенных в МПЛ [Сегнетоэлектрики в технике СВЧ. Под редакцией О.Г.Вендика. Москва «Советское радио» 1979, с. 12-14].

Недостатком устройства является то, что диодные фазовращатели работают с дискретным сдвигом фазы 11,25°, 22,5°, 45°, 90° и 180°. Следует отметить, что увеличение дискретности шагов приводит к возрастанию потерь, а наличие дополнительных полосковых проводников, согласующих p-i-n диод с волновым сопротивлением МПЛ, снижает верхний диапазон частот.

Известно устройство интегрального фазовращателя, содержащее на пластине МПЛ планарные конденсаторы постоянной емкости в качестве фазосдвигающих элементов. Конденсаторы электрически коммутируются с МПЛ микроэлектромеханическими переключателями [Andrea Borgioli, IEET microwave and guided wave letters, vol. 10, no. 10, 2000.]. Отрезок МПЛ и конденсатор представляет собой фазосдвигающую ячейку, фазовый сдвиг которой определяет емкость конденсатора и индуктивность отрезка МПЛ, а максимальную величину сдвига фазы фазовращателя определяет количество фазосдвигающих ячеек.

Недостатками устройства являются дискретность сдвига фазы, низкое быстродействие, при этом возникает проблема корпусирования микроэлектромеханических переключателей, что приводит к снижению эксплуатационных параметров и увеличению габаритных размеров.

Наиболее близким по технической сущности является устройство малогабаритного, интегрального, аналогового электронно-перестраиваемого фазовращателя на диапазон частот 6,3…10,0 ГГц, обеспечивающего непрерывный от 0 до 360° сдвиг фазы проходного СВЧ-сигнала в МПЛ.

Устройство содержит на диэлектрической пластине трехпроводную МПЛ и фазосдвигающий элемент. Фазосдвигающий элемент представляет собой электронно-управляемые сегнетоэлектрические конденсаторы, расположенные на пластине между токовым и земляным проводником МПЛ [Baki Acikel u.a.York, IEEE. Microwave and wireless components letters, 2002, vol. 12, №7, p.237-239].

Недостатком устройства является то, что сегнетоэлектрические материалы, обладая высокой диэлектрической проницаемостью, увеличивают до 3,0 дБ потери СВЧ-сигнала на частоте 10 ГГц и, как следствие, ведут к ограничению мощности проходного сигнала в фазовращетеле.

Диссипация СВЧ-энергии в МПЛ и фазосдвигающих элементах приводит к нагреву сегнетоэлектрических конденсаторов выше допустимых температур эксплуатации, что ограничивает на уровне 10 ГГц верхний диапазон частот фазовращателя.

Для реализации функциональных параметров устройства на более высоких частотах конструкция фазовращетеля требует как снижения потерь СВЧ-сигнала, так и увеличения теплоотвода тепла, выделяемого в активных зонах фазовращетеля МПЛ и фазосдвигающем элементе. Для интегрального устройства, совмещающего на одной пластине фазосдвигающий элемент и МПЛ, сложно реализовать функциональные и эксплуатационные параметры фазовращетеля, не усложняя технологию изготовления и не увеличивая габаритные размеры конструкции. Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного устройства.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по созданию малогабаритного, электронно-перестраиваемого устройства, обеспечивающего непрерывное изменение сдвига фазы в МПЛ в диапазоне 10-50 ГГц с величиной потерь 1,0 дБ и менее на верхней рабочей частоте.

Получаемый при этом технический результат заключается в повышении функциональных параметров, снижении потерь мощности СВЧ-сигнала, увеличении верхнего диапазона частот, улучшении эксплуатационных параметров устройства, увеличении термостабильности за счет более эффективного теплоотвода из активных зон фазовращателя как от МПЛ, так и фазосдвигающего элемента, размещенного на подложке, не имеющей теплового контакта с МПЛ.

Указанный технический результат достигается тем, что в малогабаритном фазовращателе СВЧ-диапазона, включающем расположенную на диэлектрическом материале микрополосковую линию и размещенные между ее токовым и земляным проводниками сегнетоэлектрические конденсаторы на диэлектрической подложке, диэлектрическим материалом является алмазная пластина, диэлектрическая подложка выполнена из монокристаллического оксида магния с кристаллической ориентацией (100), а в качестве сегнетоэлектрика используют пленку титаната бария-стронция состава Ba1-xSrxTiO3 толщиной 20±5 нм, где x=0,2±0,01. Сегнетоэлектрические конденсаторы соединены с микрополосковой линией при помощи омических контактов.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 показано расположение конденсаторов в фазовращателе, на фиг.2 - топология конденсаторов, а на фиг.3 -конструкция фазовращателя в разрезе.

Фазовращатель содержит на диэлектрической алмазной пластине (1) трехпроводную МПЛ (2), электрически соединенную с фазосдвигающим элементом на монокристаллической подложке оксида магния (3). Фазосдвигающий элемент представляет собой распределенные планарные конденсаторы (4) встречно штыревого типа. Электроды конденсаторов из платины (5) расположены на поверхности тонкопленочного сегнетоэлектрика (6) Ba1-xSrxTiO3, где х=0,2±0,01. Электрическое соединение МПЛ с фазосдвигающим элементом осуществляется через омические контакты конденсаторов (7).

Принцип действия фазовращателя

Сдвиг фазы проходного СВЧ-сигнала основан на замедлении электромагнитной волны в МПЛ (3). Величина фазового сдвига устройства определяется количеством фазосдвигающих ячеек, образованных конденсатором (4) и отрезком МПЛ (3). Изменение (регулировка) сдвига фазы осуществляется подведением управляющего напряжения к электродам конденсаторов. Напряжение, приложенное к сегнетоэлектрику (6), снижает диэлектрическую проницаемость сегнетоэлектрика, следовательно, и емкость конденсатора. Изменение напряжения изменяет емкость конденсаторов и сдвиг фазы фазовращателя, при этом величину перестройки определяет коэффициент перестройки емкости.

Таким образом, изменение управляющего напряжения приводит к изменению фазового пробега проходящей волны в фазовращателе.

Снижение потерь СВЧ-сигнала в фазосдвигающем элементе достигается за счет изготовления планарных конденсаторов в структурно-совершенных наноразмерных пленках сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3, где х=0,2±0,01 толщиной 20±5 нм на подложке оксида магния с кристаллической ориентацией (100) и формирования МПЛ на алмазной пластине, обладающей высокой теплопроводностью.

Снижение потерь СВЧ-сигнала в МПЛ и фазосдвигающем элементе, как следствие, снижает диссипацию СВЧ-энергии в фазовращателе, что позволяет увеличить мощность проходного сигнала без увеличения габаритных размеров конструкции фазовращателя.

Увеличение верхнего диапазона частот фазовращателя достигается за счет использования сегнетоэлектрика, обладающего величиной тангенса угла диэлектрических потерь 10-4 на частоте 100 ГГц.

Высокая перестраиваемость фазовращателя достигается за счет использования наноразмерной пленки сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3, состава х=0,2±0,01 и толщиной 20±5 нм, обладающей величиной диэлектрической проницаемости 1200±10 и обеспечивающей при управляющем напряжении коэффициент перестройки емкости планарного конденсатора, равный 2.

Аналоговый режим работы фазовращателя обеспечивается изменением управляющего напряжения. В зависимости от режима управления фазовращатель может работать как в дискретном, так и в непрерывном (аналоговом) режиме.

Для создания фазовращателя применен способ, характеризующийся следующим перечнем операций:

- на поверхность алмазной (диэлектрической) пластины методом электроннолучевого напыления первоначально наносится слой никеля (Ni) толщиной 5 мкм;

- на поверхность металла (Ni) наносится слой олова (Sn) толщиной 0,1±0,01 мкм;

- планарно-групповым методом в слоях металлов никеля и олова формируют трехпроводную МПЛ;

- на поверхность монокристаллической подложки оксида магния через теневую маску методом высокочастотного (ВЧ) реактивного напыления наносят слой сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3, состава х=0,2±0,01 и толщиной 20±5 нм,

- на поверхность подложки оксида магния с нанесенной пленкой Ba1-xSrxTiO3 напыляют методом электронно-лучевого напыления сплошной слой платины толщиной 50±5 нм;

- планарно-групповым методом в тонкопленочной платине на поверхности сегнетоэлектрика формируют электроды планарных конденсаторов встречно-штыревого типа и омические контакты конденсаторов;

- на омические контакты конденсаторов через теневую маску наносят слой олова толщиной 0,1±0,01 мкм;

- совмещают электрические контакты конденсаторов с токовым и земляным проводником МПЛ;

- механически фиксируют подложку с фазосдвигающим элементом и пластину с МПЛ;

- подложку и пластину нагревают в вакууме выше температуры плавления легкоплавкого металла (Sn), но ниже 350±20°С (нагрев выше 350°С приводит к изменению кристаллохимических свойств сегнетоэлектрика) и охлаждают до комнатной температуры для создания электрического контакта и механического соединения фазосдвигающего элемента с МПЛ.

Монокристаллическая подложка оксида магния с кристаллографической ориентацией (100) обеспечит формирование структурно-совершенных сегнетоэлектрических пленок Ba1-xSrxTiO3 состава х=0,2±0,01 с величиной тангенса угла диэлектрических потерь 10-4 на частоте 100 ГГц.

Поликристаллическая и монокристаллическая подложка оксида магния с кристаллографической ориентацией, отличающейся от (100), не обеспечит формирование структурно-совершенных пленок Ba1-xSrxTiO3.

Химический состав сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3 при х>0,21, обладая низкой диэлектрической проницаемостью, снизит емкость конденсатора, что потребует дополнительного количества фазосдвигающих ячеек и усложнения конструкции.

Химический состав сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3 при х<0,19, обладая величиной тангенса угла диэлектрических потерь ~10-1 на частоте 30 ГГц, не обеспечит работоспособность на верхней рабочей частоте фазовращателя.

Химический состав сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3 при х=0,19-0,21 обеспечит низкие потери мощности СВЧ-сигнала и работоспособность на верхней рабочей частоте фазовращателя.

Толщина пленок Ba1-xSrxTiO3 при х=0,19-0,21 более 25 нм из-за снижения кристаллического совершенства и увеличения диссипации СВЧ-энергии на дефектах структуры не обеспечит работоспособность на верхней рабочей частоте.

Толщина пленок Ba1-xSrxTiO3 при х=0,19-0,21 менее 15 нм не обеспечит работоспособность планарных конденсаторов из-за несплошностей, поскольку шероховатость поверхности оксида магния адекватна толщине пленки.

Толщина пленок 15-25 нм Ba1-xSrxTiO3 при х=0,19-0,21 обеспечит работоспособность электронно-перестраиваемых планарных конденсаторов фазосдвигающего элемента и фазовращетеля с величиной потерь, не превышающих 1,0 дБ на верхней рабочей частоте 50 ГГц.

Способ изготовления фазовращателя с обеспечением кругового сдвига фазы (0°-360°) поясняется следующими примерами.

Пример 1

На одну поверхность (100) монокристаллической подложки оксида магния через теневую маску методом ВЧ реактивного напыления наносят слой сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3 состава х=0,2±0,01, толщиной 20±5 нм, с линейным размером 1×1 мм. Толщину монокристаллической подложки оксида магния определяет механическая прочность конструкции.

На поверхность подложки с пленкой Ba1-xSrxTiO3 напыляют методом электронно-лучевого напыления слой платины толщиной в 2-3 раз больше толщины слоя сегнетоэлектрика для обеспечения сплошности и электрической проводимости. Платина, являясь геттером по кислороду, не изменяет физико-химических свойств сегнетоэлектрика и является наиболее предпочтительным материалом для гетероструктур сегнетоэлектриков.

Планарно-групповым методом в тонкопленочной платине на поверхности сегнетоэлектрика формируют электроды встречно-штыревого типа планарных конденсаторов, а на оксиде магния площадки омических контактов конденсаторов размером 0,5×0,5 мм. На омические контакты конденсаторов через теневую маску наносят слой олова толщиной, обеспечивающей сплошность и электрическую проводимость.

Одну поверхность алмазной (диэлектрической) пластины покрывают пленкой металла (Ni) толщиной, равной удвоенной толщине скин-слоя на верхней рабочей частоте (50 ГГц). Далее на поверхность металла (Ni) наносится пленка легкоплавкого металла (Sn) толщиной, обеспечивающей сплошность и электрическую проводимость. Толщину алмазной (диэлектрической) пластины определяет механическая прочность конструкции.

На поверхности металлических пленок планарно-групповым методом с использованием жидкостного травления изготавливают трехпроводную МПЛ с волновым сопротивлением 50 Ом на частоте 50 ГГц.

Затем совмещают электрические контакты конденсаторов с токонесущим центральным и земляным проводником МПЛ и механически фиксируют подложку с фазосдвигающим элементом и пластину с МПЛ.

Подложку и пластину нагревают в вакууме до 240°С выше температуры плавления олова, но ниже 350°С и охлаждают до комнатной температуры для создания электрического контакта и механического соединения фазосдвигающего элемента с МПЛ. Нагрев выше 350°С приводит к изменению кристаллохимических свойств сегнетоэлектрика.

Емкость единичного планарного конденсатора, без управляющего напряжения, составляет 15 ФФ, при подачи на контакты конденсатора управляющего напряжения 15,0 В емкость планарного конденсатора уменьшается до 8 ФФ.

В МПЛ с волновым сопротивлением 50 Ом, сформированной на диэлектрической (алмазной) пластине с величиной диэлектрической проницаемости 5,7, линейный размер токонесущего центрального проводника составляет: ширина 0,2 мкм; расстояние между центральным и заземленными проводниками 10 мкм. Индуктивность на отрезке МПЛ 1,5 мм, ограниченной сосредоточенными конденсаторами, составляет 0,7 нГн. При этом одна фазосдвигающая ячейка обеспечивает фазовый сдвиг 27°. В примере для реализации фазового сдвига на 360° в фазосдвигающем элементе формируется 14 распределенных конденсаторов, а фазовращатель включает 14 последовательно соединенных фазосдвигающих ячеек.

Пример 2

На поверхность поликристаллической подложки оксида магния через теневую маску методом ВЧ реактивного напыления наносят слой сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3 состава х=0,2±0,01, толщиной 20±5 нм. Условия, способы напыления сегнетоэлектрика, пленки платины, МПЛ из металла (Ni), пленки легкоплавкого металла (Sn), топология и линейные размеры МПЛ, конденсатора, количество конденсаторов, соединения фазосдвигающего элемента с МПЛ, как в примере 1.

Пример 3

На поверхность (100) монокристаллической подложки оксида магния через теневую маску методом ВЧ реактивного напыления наносят слой сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3 состава х=0,2±0,01, толщиной 13±1 нм. Условия, способы напыления сегнетоэлектрика, пленки платины, МПЛ из металла (Ni), пленки легкоплавкого металла (Sn), топология и линейные размеры МПЛ, конденсатора, количество конденсаторов, соединения фазосдвигающего элемента с МПЛ, как в примере 1.

Пример 4

На поверхность (100) монокристаллической подложки оксида магния через теневую маску методом ВЧ реактивного напыления наносят слой сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3 состава х=0,2±0,01, толщиной 30±1 нм. Условия, способы напыления сегнетоэлектрика, пленки платины, МПЛ из металла (Ni), пленки легкоплавкого металла (Sn), топология и линейные размеры МПЛ, конденсатора, количество конденсаторов, соединения фазосдвигающего элемента с МПЛ, как в примере 1.

Пример 5

На поверхность (100) монокристаллической подложки оксида магния через теневую маску методом ВЧ реактивного напыления наносят слой сегнетоэлектрика Ba1-xSrxTiO3 состава х=0,1 толщиной 20±5 нм. Условия, способы напыления сегнетоэлектрика, пленки платины, МПЛ из металла (Ni), пленки легкоплавкого металла (Sn), топология и линейные размеры МПЛ, конденсатора, количество конденсаторов, соединения фазосдвигающего элемента с МПЛ, как в примере 1.

В таблице для примеров 1-5 приведены параметры фазовращателя: потери СВЧ-игнала в МПЛ (К, дБ) на частотах 10 ГГц и 50 ГГц.

Измерения потерь СВЧ-сигнала в МПЛ (К, дБ) проведены в состоянии ВКЛ при приложении управляющего напряжения (15 В), обеспечивающего сдвиг фазы фазовращетеля 360°, и в состоянии ВЫКЛ при отсутствии управляющего напряжения (0 В). Постоянное управляющее напряжение подавалось на конденсаторы через токовый проводник МПЛ с помощью устройства подачи смещения.

Мощность непрерывного сигнала на входе МПЛ составляла Рвх=40 мВт, частота 10 ГГц и 50 ГГц, волновое сопротивление МПЛ 50 Ом.

Потери сигнала (К, дБ) определяли измеряя мощность непрерывного сигнала на выходе (РВых) МПЛ. Значения (К, дБ) определены как Кп=101g (РвхВых).

Пример 1 2 3 4 5
ВКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВЫКЛ
К, дБ 10 ГГц 0,5 0,7 0,8 1,1 - - 0,9 1,2 1,5 1,7
50 ГГц 0,7 0,9 1,2 1,5 - - 1,0 1,4 2,1 2,5

Наименьшая величина потерь мощности сигнала на выходе МПЛ (пример 1) достигнута при использовании в фазосдвигающем элементе распределенных, планарных, электронно-перестраиваемых конденсаторов, выполненных в тонкопленочном сегнетоэлектрике Ba1-xSrxTiO3 на монокристаллической подложке оксида магния, что обусловлено структурным совершенством пленок Ba1-xSrxTiO3 и низкой величиной диэлектрических потерь конденсаторов в рабочем диапазоне частот.

Величина фазового сдвига фазовращателя лимитируется количеством фазосдвигающих ячеек. В зависимости от режима управления фазовращатель может работать как в дискретном, так и непрерывном (аналоговом) режиме.

Настоящее изобретение промышленно применимо и может быть изготовлено с использованием достаточно хорошо отработанных технологий. При этом возможно увеличение сдвига фазы адекватным увеличением количества фазосдвигающих ячеек.

Заявляемое устройство обладает повышенной радиационной стойкостью, поскольку функциональные материалы устойчивы к ионизирующим излучениям. Отсутствие корпусирования, дополнительных механических соединений между функциональными узлами устройства, а также дополнительных согласующих устройств на входе и выходе МПЛ, уменьшение числа разъемных позволяет значительно снизить массу, габаритные размеры и повысить надежность устройства.

1. Малогабаритный фазовращатель СВЧ-диапазона, включающий расположенную на диэлектрическом материале микрополосковую линию и размещенные между ее токовым и земляным проводниками сегнетоэлектрические конденсаторы на диэлектрической подложке, отличающийся тем, что диэлектрическим материалом является алмазная пластина, диэлектрическая подложка выполнена из монокристаллического оксида магния с кристаллической ориентацией (100), а в качестве сегнетоэлектрика используют пленку барий-стронций титаната состава Ba1-xSrxTiO3 толщиной 20±5 нм, где х=0,2±0,01.

2. Малогабаритный фазовращатель СВЧ-диапазона по п.1, отличающийся тем, что конденсаторы соединены с микрополосковой линией при помощи омических контактов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в антеннах с электронным сканированием луча. Создан новый тип отражательного СВЧ фазовращателя на основе многощелевой линии с развязкой СВЧ поля от управляющего напряжения.

Изобретение относится к способам уменьшения интенсивности фонового излучения инфракрасного диапазона. Способ фильтрации фонового излучения инфракрасного диапазона, падающего на сверхпроводниковый однофотонный детектор, включает передачу излучения инфракрасного диапазона с длиной волны 0,4-1,8 микрометров на сверхпроводниковый однофотонный детектор при помощи одномодового волокна, частично находящегося при температуре 4,0-4,4 К.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для коммутации СВЧ сигналов в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании переключателя фидерных трактов.

Изобретение относится к электронной технике СВЧ. Достигаемый технический результат - расширение рабочей полосы частот и снижение прямых потерь СВЧ при сохранении допустимой входной мощности.

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Технический результат заключается в расширении высокочастотной полосы заграждения полосно-пропускающего микрополоскового фильтра и уменьшении его размеров.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к СВЧ переключателям на PIN-диодах. СВЧ переключатели применяются в приемопередающих системах для работы приемников и передатчиков в дуплексном режиме на одну антенну на одной частоте.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для селекции СВЧ-сигнала. Техническим результатом является получение высокой крутизны склонов полосы заграждения на частоте F0 и сдвиг паразитной полосы заграждения дальше чем 3F0.

Изобретение относится к многополосному соединительному устройству излучения и приема с очень широкой частотной полосой пропускания типа ортомодового соединительного устройства (ОМТ), предназначенному для сверхвысокочастотных телекоммуникационных антенн.

Модуль свч // 2497241
Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ), а именно к конструкции корпусов интегральных модулей СВЧ-диапазона, используемых в радиоэлектронной аппаратуре.

Настоящее изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для создания устройств генерации высокочастотных сигналов на заданном количестве частот, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать эффективные компактные средства радиосвязи с заданным количеством радиоканалов.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ), в частности к устройствам сложения (деления) СВЧ сигналов, и может быть использовано для сложения (деления) СВЧ сигналов в фидерных трактах техники связи, радиолокационных устройств, в телевидении, в измерительной технике. Технический результат - уменьшение потерь СВЧ сигнала, приходящего от одного входа к выходу при отсутствии согласования второго входа, и сохранение хорошего согласования со стороны выхода при отсутствии согласования на одном из входов. Для этого в сумматор СВЧ сигналов, содержащий симметричный тройник, имеющий выходное плечо, два входных четвертьволновых плеча, расположенные по разные стороны от выходного плеча, параллельно установлены коммутирующие диоды, включенные на расстоянии, равном четверти длины волны от узла разветвления тройника, а выходное плечо выполнено в виде четвертьволнового отрезка связанной линии, у которого на обоих концах вторичной линии параллельно подключены дополнительно коммутирующие диоды. 1 ил.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к фазовращателям СВЧ на полупроводниковых приборах. Технический результат - повышение надежности устройства. Активный фазовращатель, выполненный на полупроводниковых приборах на основе SiGe и включающий широкополосный квадратурный полифазный фильтр, состоит из последовательно соединенных секций, построенных на RC пассивных цепях, и обеспечивающий возможность формирования двух ортогонально сдвинутых по фазе квадратурных сигналов, аналоговый дифференциальный сумматор, содержащий ячейки Гильберта, усилитель и сумматор, блок цифрового сигнала, выполненный с возможностью управления каждой ячейкой Гильберта, согласующее звено и блок преобразователя дифференциального сигнала в однополярный, кроме того, на выходе из квадратурного полифазного фильтра предусмотрены 4 эмиттерных повторителя, обеспечивающих согласование со схемой аналогового дифференциального сумматора. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству создания круговой поляризации в антенне. Технический результат - снижение омических потерь и упрощение конструкции устройства. Компактный узел возбуждения для создания круговой поляризации в антенне содержит разделительный ортомодовый преобразователь и ответвитель, при этом ортомодовый преобразователь, называемый ОМТ, является асимметричным и содержит основной волновод квадратного или круглого сечения с продольной осью ZZ' и две ветви, соединенные с основным волноводом соответственно двумя щелями параллельного соединения, при этом обе соединительные щели выполнены в двух ортогональных стенках основного волновода, при этом обе ветви ОМТ связаны соответственно с двумя волноводами неуравновешенного ответвителя, при этом ответвитель имеет два разных коэффициента деления (α, β), оптимизированные таким образом, чтобы компенсировать ортогональные паразитные составляющие (δу, δх) электрического поля, возникающие из-за асимметрии ОМТ. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

Настоящее изобретение относится к электронной технике. Технический результат изобретения заключается в увеличении ширины рабочей полосы частот, уменьшении величины коэффициента стоячей волны напряжения и уменьшении величины изменения фазы сигнала СВЧ при изменении постоянного управляющего напряжения при сохранении малой величины прямых потерь СВЧ. Широкополосный аттенюатор СВЧ состоит, по меньшей мере, из одного разряда, каждый из которых содержит линии передачи на входе и выходе с одинаковыми волновыми сопротивлениями, полевой транзистор с барьером Шотки, два резистора, при этом первый резистор расположен параллельно, второй - последовательно входу и выходу аттенюатора, концы первого резистора соединены с истоком и стоком полевого транзистора с барьером Шотки соответственно, его исток и соответственно первый резистор заземлены, концы второго резистора соединены с линиями передачи на входе и выходе соответственно. В каждый разряд аттенюатора дополнительно введены второй полевой транзистор с барьером Шотки, три индуктивности и два одинаковых резистора - третий и четвертый, при этом исток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе, его сток - с линией передачи на выходе, концы первой и второй индуктивностей соединены с концами первого и второго резисторов соответственно, один конец третьей индуктивности соединен с линией передачи на входе, другой - со стоком первого полевого транзистора с барьером Шотки, затворы каждого полевого транзистора с барьером Шотки соединены с источником постоянного управляющего напряжения через третий и четвертый резисторы соответственно. 5 ил.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Технический результат - увеличение протяженности полосы заграждения фильтра и уровня затухания в ней. Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения, содержащий подвешенную между экранами диэлектрическую пластину, на обе поверхности которой нанесены короткозамкнутые смежными концами с одного ее края полосковые проводники резонаторов, отличается тем, что внутри диэлектрической пластины расположены дополнительные полосковые проводники, короткозамкнутые одним концом с противоположного края диэлектрической пластины. 6 ил.

Управляемый фазовращатель относится к технике высоких и сверхвысоких частот и может использоваться для управления фазой сигналов в антенных решетках и системах передачи информации. Достигаемый технический результат - упрощение конструкции. Управляемый фазовращатель содержит диэлектрическую подложку, на одну поверхность которой нанесен сплошной экранирующий проводник линии передачи, а на вторую - взаимодействующие металлические полосковые проводники, каждый из которых одним своим концом подключен через варактор к экранирующему проводнику линии передачи, вторым своим концом каждый из упомянутых полосковых проводников подключен к нерегулярной микрополосковой линии передач, концы которой образуют вход и выход устройства. 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в резонансных СВЧ компрессорах в качестве устройства вывода энергии для формирования мощных СВЧ импульсов наносекундной длительности. Технический результат - увеличение рабочей мощности переключателя при неизменной стабильности срабатывания и повышение стабильности срабатывания при неизменной рабочей мощности за счет увеличения количества каналов, через которые осуществляется вывод накопленной энергии из большего числа резонаторов. Переключатель содержит четыре волноводных Н-тройника, лежащих попарно в ортогональных плоскостях, с входными и выходными прямыми плечами и боковыми плечами полуволновой длины, объединеными через окна связи в полное сечение волновода в цилиндрической стенке проходного резонатора. В проходном резонаторе расположен СВЧ коммутатор с газоразрядной трубкой, установленной на полувысоте проходного резонатора по его диаметру под углом 45° к направлению боковых плеч, и с разрядником подсветки в центре одного из торцов газоразрядной трубки. Рабочая частота проходного резонатора выбрана равной частоте, на которой боковые плечи Н-тройников имеют полуволновую электрическую длину. Внешний диаметр d1 газоразрядной трубки составляет d1≈λ/6, а ее внутренний диаметр d2 составляет d2≈λ/10. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к управляемым ступенчатым аттенюаторам. Технический результат - управление аттенюатором одним сигналом управления, приходящим одновременно на все диоды, при сохранении низких потерь пропускания и одинаковой ФЧХ в «прямом» и «обходном» пути. Управляемый ступенчатый аттенюатор, вход и выход которого образованы параллельным соединением двух отрезков линии передачи, один из которых выполнен в виде трех последовательно соединенных четвертьволновых отрезков линии, шунтированных в точках соединения диодами, включенными по постоянному току в одной полярности на расстоянии четверти длины волны по отношению к входу и выходу, к свободным электродам, которых подключены четвертьволновые отрезки линии, второй отрезок линии передачи содержит блок ослабления сигнала, включенный на одинаковом расстоянии от входа и выхода, при этом второй отрезок линии передачи шунтирован диодами, включенными в одной полярности, на расстоянии четверти длины волны от входа и выхода через четвертьволновые отрезки линии, причем свободные электроды диодов, шунтирующих второй отрезок, заземлены, при этом все диоды аттенюатора включены по постоянному току в одной полярности. 1 ил.

Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано в волноводных трактах высокой мощности в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн. Технический результат - обеспечение грубого измерения частоты мощного микроволнового излучения СВЧ-приборов и подавления внеполосных и паразитных колебаний. Фильтр представляет из себя отрезок прямоугольного волновода с фланцами и со встроенными в обе узкие стенки волновода и в одну из широких стенок волновода диафрагмами заданной высоты; в прорезанную неизлучающую щель на противоположной широкой стенке волновода встроена механически перестраиваемая по глубине погружения диафрагма, предназначенная для изменения частоты среза фильтра. 3 ил.

Широкополосный аттенюатор для быстродействующих аналоговых и аналого-цифровых интерфейсов относится к области измерительной техники, электротехники, радиотехники и связи и может использоваться в структуре различных интерфейсов, в измерительных приборах, быстродействующих аналого-цифровых (АЦП) и цифроаналоговых (ЦАП) преобразователях. Технический результат: расширение диапазона рабочих частот устройства и повышение его быстродействия при работе с импульсными сигналами большой амплитуды. Широкополосный аттенюатор для быстродействующих аналоговых и аналого-цифровых интерфейсов содержит первый резистор (3), источник входного напряжения (4), включенный по переменному току между общей шиной (5) и входом устройства (1), второй резистор (6), включенный по переменному току между выходом устройства (2) и общей шиной (5), эквивалентную емкость нагрузки (7), включенную по переменному току между выходом устройства (2) и общей шиной (5), неинвертирующий повторитель напряжения (8) неинвертирующий повторитель тока (10), а между выходом неинвертирующего повторителя напряжения (8) и входом неинвертирующего повторителя тока (10) включен двухполюсник цепи коррекции (11). 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области нанотехнологии и может быть использовано в интегральной СВЧ-электронике для радиотехнической аппаратуры наземного, воздушного, космического базирования. Технический результат - снижение потерь мощности СВЧ-сигнала и увеличение верхнего диапазона частот. Малогабаритный фазовращатель СВЧ-диапазона, включающий расположенную на диэлектрическом материале микрополосковую линию и размещенные между ее токовым и земляным проводниками сегнетоэлектрические конденсаторы на диэлектрической подложке, отличающийся тем, что диэлектрическим материалом является алмазная пластина, диэлектрическая подложка выполнена из монокристаллического оксида магния с кристаллической ориентацией, а в качестве сегнетоэлектрика используют пленку барий-стронций титаната состава Ba1-xSrxTiO3 толщиной 20±5 нм, где х0,2±0,01. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх