Диодный ограничитель мощности свч сигнала

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к диодным ограничителям мощности, служащим для защиты входа приемного устройства от воздействия СВЧ сигнала собственного передатчика и мощного стороннего СВЧ сигнала. Технический результат - повышение надежности ограничителя за счет увеличения допустимой входной мощности в 1,5-2 раза и сохранение малых начальных потерь при работе в режиме пропускания СВЧ сигнала. Для этого диодный ограничитель мощности СВЧ сигнала содержит входную линию передачи, к которой подключен вход канального бинарного делителя, содержащего N-1 одиночных делителя, соединенных между собой одинаковыми отрезками линий, выходную линию передачи, к которой подключен выход N канального бинарного сумматора, содержащего N-1 одиночных сумматора, соединенных между собой одинаковыми отрезками линий, два из которых шунтированы как минимум одним диодом каждый, выходы бинарного делителя соединены с входами бинарного сумматора N отрезками линий, каждый из которых шунтирован одним диодом на расстоянии, близком к половине длины волны от входа бинарного делителя, цепь постоянного тока диодов. Каждый отрезок линии, соединяющий бинарный делитель и сумматор, дополнительно соединен с соседними отрезками линий, соединяющими бинарный делитель и сумматор на расстоянии, близком к половине длины волны от входа бинарного делителя. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к ограничителям мощности СВЧ сигнала, и может быть использовано для защиты СВЧ приемника от перегрузки и выхода из строя, под действием сигнала собственного передатчика и (или) мощных сторонних сигналов.

Известен ограничитель мощности [1], содержащий входную и выходную линии передачи, между которыми расположены каскадно-соединенные системы микрополосковых линий, шунтированные диодами. Ограничитель [1] обеспечивает большее значение допустимой непрерывной СВЧ входной мощности, малые начальные потери в режиме пропускания СВЧ сигнала.

Недостатком такого устройства является малый уровень вносимых потерь при работе в режиме ограничения СВЧ мощности, что диктует использование второго каскада ограничения для внесения дополнительных потерь и приводит к увеличению начальных потерь ограничителя в режиме пропускания.

Наиболее близким к изобретению (прототипом) является ограничитель СВЧ мощности [2], содержащий входную и выходную линии передачи, между которыми расположены бинарные делитель и сумматор, соединенные отрезками линии передачи, которые шунтированы диодами.

По сравнению с [1] ограничитель [2] обеспечивает повышенный уровень допустимой непрерывной СВЧ мощности, малые начальные потери в режиме пропускания.

Недостатком такого устройства является различие потенциалов в соседних отрезках, соединяющих бинарный делитель и сумматор, что при определенных условиях ведет к выходу из строя шунтирующих диодов, вследствие чего снижается максимальная допустимая мощность на входе ограничителя.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, - увеличение допустимой входной мощности в 1,5-2 раза и сохранение малых начальных потерь при работе в режиме пропускания СВЧ сигнала, что повышает надежность ограничителя.

Указанный технический результат достигается тем, что диодный ограничитель мощности СВЧ сигнала содержит входную линию передачи, к которой подключен вход N = 2 n ( n = 2,3 ) канального бинарного делителя, содержащего N-1 одиночных делителя, соединенных между собой 1 n 2 n одинаковыми отрезками линий, выходную линию передачи, к которой подключен выход N канального бинарного сумматора, содержащего N-1 одиночных сумматора, соединенных между собой 1 n 2 n одинаковыми отрезками линий, два из которых, по крайней мере, шунтированы как минимум одним диодом каждый, выходы бинарного делителя соединены с входами бинарного сумматора N отрезками линий, каждый из которых шунтирован, по крайней мере, одним диодом на расстоянии, близком к половине длины волны от входа бинарного делителя, цепь постоянного тока диодов. Каждый отрезок линии, соединяющий бинарный делитель и сумматор, дополнительно соединен с соседними отрезками линий, соединяющими бинарный делитель и сумматор на расстоянии, близком к половине длины волны от входа бинарного делителя.

Причинно-следственные связи признаков изобретения с техническим результатом выражаются в следующем. Дополнительное соединение соседних отрезков линии, соединяющих бинарные делитель и сумматор, позволяет выровнять потенциалы на диодах, шунтирующих эти отрезки линии. При этом расположение дополнительных соединений на расстоянии, близком к половине волны от входа бинарного делителя, позволяет оптимизировать схему по минимальным потерям в режиме пропускания.

Изобретение поясняется чертежами

На фиг.1 представлена схема предлагаемого диодного ограничителя мощности СВЧ сигнала, где показаны

- входная линия передачи 1;

- N канальный бинарный делитель 2;

- одиночный делитель 3;

- отрезок линии, соединяющий одиночные делители 4;

- отрезок линии, соединяющий выход бинарного делителя и вход бинарного сумматора 5;

- дополнительное соединение 6;

- диод, шунтирующий отрезок линии, соединяющий выход бинарного делителя и вход бинарного сумматора 7;

- N канальный бинарный сумматор 8;

- одиночный сумматор 9,

- отрезок линии, соединяющий одиночные сумматоры 10;

-диод, шунтирующий отрезок линии, соединяющий одиночные сумматоры 11;

- цепь постоянного тока диодов 12;

- выходная линия передачи 13.

На фиг.2 представлена топология предлагаемого диодного ограничителя мощности СВЧ сигнала, выполненного на четырехканальном бинарном делителе и четырехканальном бинарном сумматоре, где показаны

- входная линия передачи 1;

- четырехканальный бинарный делитель 2;

- одиночный делитель 3;

- отрезок линии, соединяющий одиночные делители 4;

- отрезок линии, соединяющий выход бинарного делителя и вход бинарного сумматора 5;

- дополнительное соединение 6;

- диод, шунтирующий отрезок линии, соединяющий выход бинарного делителя и вход бинарного сумматора 7;

- четырехканальный бинарный сумматор 8;

- одиночный сумматор 9,

- отрезок линии, соединяющий одиночные сумматоры 10;

- диод, шунтирующий отрезок линии, соединяющий одиночные сумматоры 11;

- цепь постоянного тока диодов 12;

- выходная линия передачи 13.

Пример

Диодный ограничитель мощности состоит из входной линии передачи 1 и выходной линии передачи 13, между которыми включены четырехканальный бинарный делитель 2 и четырехканальный бинарный сумматор 8. Бинарный делитель 2 выполнен из трех одиночных делителей 3, соединенных между собой двумя отрезками линии передачи 4. Бинарный сумматор 8 выполнен из трех одиночных сумматоров 9, соединенных двумя отрезками линии передачи 10. Четыре выхода бинарного делителя 2 соединены с четырьмя входами бинарного сумматора 8 отрезками линий передачи 5, каждый из которых шунтирован диодом 7. Диоды 11 шунтируют два отрезка линии 10. Цепь постоянного тока выполнена в виде четвертьволнового отрезка линии 12. Каждый отрезок линии 5 соединен с соседними отрезками 5 дополнительными проволочками из золота 6 на расстоянии половины длины волны от входа делителя 2.

Предлагаемый диодный ограничитель мощности СВЧ сигнала работает следующим образом.

При низком уровне входного сигнала все диоды устройства 7 и 11 закрыты, четырехканальный бинарный делитель 2 и четырехканальный сумматор 8 согласованы, в линию вносятся минимальные начальные потери. В цепи постоянного тока 12 ток не протекает. При повышенной мощности входного СВЧ сигнала диоды 7 и 11 переходят в состояние малого сопротивления. Постоянная составляющая тока диодов замыкается через цепь постоянного тока 12. Возникает режим замыкания бинарного делителя 2 через малое сопротивление открытых диодов 7 и 11. Потенциалы по СВЧ на диодах 7 выравниваются за счет соединения отрезков 5 проволочками 6, длина которых много меньше длины волны. СВЧ сигнал отражается к входу ограничителя, коэффициент передачи от входной линии 1 к выходной линии 13 значительно уменьшается.

Осуществление изобретения обеспечивает выполнение четырехканального диодного ограничителя СВЧ мощности Х-диапазона с начальными потерями меньше 0.8 дБ. В режиме ограничения СВЧ мощности вносимые потери таким ограничителем составляют не менее 40 дБ. Данная схема рассчитана на допустимую входную мощность 45 Вт.

Допустимая входная мощность ограничителя-прототипа составляет 30 Вт при начальных потерях также 0.8 дБ.

Источники информации

[1] Патент на изобретение №2258278. Диодный ограничитель мощности СВЧ сигнала.

[2] Патент на изобретение №2449430. Диодный ограничитель мощности СВЧ сигнала.

Диодный ограничитель мощности СВЧ сигнала, содержащий входную линию передачи, к которой подключен вход канального бинарного делителя, содержащего N-1 одиночных делителя, соединенных между собой одинаковыми отрезками линий, выходную линию передачи, к которой подключен выход N канального бинарного сумматора, содержащего N-1 одиночных сумматора, соединенных между собой одинаковыми отрезками линий, два из которых, по крайней мере, шунтированы как минимум одним диодом каждый, выходы бинарного делителя соединены с входами бинарного сумматора N отрезками линий, каждый из которых шунтирован, по крайней мере, одним диодом на расстоянии, близком к половине длины волны от входа бинарного делителя, цепь постоянного тока диодов, отличающийся тем, что каждый отрезок линии, соединяющий бинарный делитель и сумматор, дополнительно соединен с соседними отрезками линий, соединяющими бинарный делитель и сумматор на расстоянии, близком к половине длины волны от входа бинарного делителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат - получение направленного потока волн, энергия которых в свободном пространстве не будет ослабляться (зависеть) обратно пропорционально квадрату пройденного пути и будет самофокусироваться.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может использоваться в селективных трактах приемных и передающих систем. Технический результат - увеличение уровня подавления в полосах заграждения.

Плазменный коммутатор относится к электронной технике и может быть, в частности, использован при создании импульсных генераторов, источников питания импульсных устройств, импульсных лазеров.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в составе облучателей широкополосных антенных систем, работающих на волнах круговой поляризации.

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 области радиотехники, а именно к волноводной и антенной технике, и может быть использовано в волноводных линиях связи. Технический результат - уменьшение потерь за счет снижения относительного уровня мощности других типов волн, отличных от волны TE01, и конструктивное упрощение.

Изобретение относится к полупроводниковой СВЧ-электронике и может быть использовано в детекторных головках с высокими требованиями прочности и устойчивости к внешним воздействиям.

Изобретение относится к технике сверхвысокой частоты (СВЧ) и предназначено для работы в качестве частотного делителя сигнала общего источника на два сигнала с различными диапазонами частот или частотного сумматора двух каналов мощного источника (или двух мощных источников), работающих в различных диапазонах частот.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат заключается в автоматизации управления антенным переключателем, обеспечении дуплексного режима при работе на одну антенну в режиме псевдослучайной перестройки рабочих частот (ППРЧ), повышении маневренности при обмене информацией, синхронизации радиостанций и их помехоустойчивости при совместной работе нескольких корреспондентов, увеличении пропускной способности радиостанций.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в частотно-селективных цепях приемопередающих устройств СВЧ. Техническим результатом предлагаемого технического решения является обеспечение возможности независимой плавной подстройки избирательности частотной характеристики выше и ниже полосы пропускания без искажения характеристик в рабочей полосе, что позволяет эффективно подавлять сигналы помех, расположенных как симметрично, так и несимметрично, по обе стороны полосы пропускания фильтра.

Изобретение относится к СВЧ технике. В соответствии со схемным решением и принципом действия устройство является коаксиальным СВЧ выключателем прямого типа. Технический результат - уменьшение потерь в режиме пропускания СВЧ сигнала и увеличение коэффициента ослабления в режиме отражения. Для этого коаксиальный СВЧ выключатель содержит коммутируемый отрезок коаксиальной линии, тороидальный резонатор и управляющие P-I-N-диоды. Внешний проводник линии выполнен с кольцевым зазором. Тороидальный резонатор установлен соосно с линией, емкостный зазор резонатора совмещен с кольцевым зазором внешнего проводника линии. За счет резонатора повышено сопротивление зазора и, соответственно, качество выключателя в режиме отражения. Резонатор также предотвращает излучение СВЧ мощности в окружающее пространство. В разрыв линии соосно внешнему проводнику установлено проводящее кольцо. P-I-N-диоды одноименными выводами навстречу друг другу встроены в образовавшиеся зазоры с двух сторон кольца равномерно по кругу. К кольцу подсоединен управляющий электрод, выведенный наружу через боковую стенку тороидального резонатора в плоскости его симметрии. При выбранных размерах резонатора его резонансная частота с учетом емкости P-I-N-диодов в закрытом состоянии совпадает с частотой коммутируемого СВЧ сигнала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для измерения радиолокационных характеристик целей. Технический результат изобретения - устранение погрешностей измерения элементов матрицы рассеяния, вызванных условиями двухпозиционного приема, за счет применения волноводного направленного разделителя поляризаций и приемно-передающей антенны с вертикальной и горизонтальной поляризациями излучения, которые обеспечивают однопозиционные условия измерения матрицы рассеяния с абсолютной фазой цели. Для этого устройство содержит приемно-передающую антенну с вертикальной и горизонтальной поляризациями излучения, волноводный направленный разделитель поляризаций с основным плечом квадратного поперченного сечения и двумя ортогональными боковыми плечами, выполненными на волноводах прямоугольного поперечного сечения, синхронизатор работы устройства, импульсный модулятор, два усилителя мощности, смеситель высокой частоты (ВЧ), генератор опорной частоты, гетеродин, два ортогональных приемных канала, каждый из которых содержит: амплитудный регистратор и последовательно соединенные: коммутатор, смеситель промежуточной частоты (ПЧ), усилитель ПЧ, фильтр ПЧ и фазометр. 2 ил.

Изобретение относится к области спутниковых телекоммуникаций. Техническим результатом является уменьшение плотности теплового потока на поверхности раздела канала, работающего в режиме вне полосы. Устройство мультиплексирования сверхвысокочастотных каналов содержит множество элементарных фильтров, подключенных параллельно к общему выходному органу доступа посредством поперечного волновода, причем каждый фильтр содержит нижний конец, закрепленный на общем для всех фильтров основании, и верхний конец, противоположный основанию, наружную периферийную стенку, по меньшей мере, одну внутреннюю полость, определяющую внутренний канал, сигнальный вход, подключенный к внутренней полости, и сигнальный выход, подключенный к поперечному волноводу. Это устройство мультиплексирования дополнительно содержит проводяще-излучающее устройство, соединенное механическим и термическим образом с, по меньшей мере, двумя фильтрами, причем это проводяще-излучающее устройство содержит, по меньшей мере, одну теплопроводную пластину и связано с наружными периферийными стенками каждого из, по меньшей мере, двух фильтров, причем пластина закреплена на уровне верхнего конца фильтров. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится антенной технике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах систем связи, в том числе в аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем Glonass, GPS для разделения сигналов, принятых общей антенной приемника. Технический результат - уменьшение потерь сигнала. Для этого диплексор содержит многослойную диэлектрическую подложку, состоящую не менее чем из трех слоев, с нижним и верхним экранирующими металлическими слоями, два полосно-пропускающих фильтра, выполненных на параллельно связанных полуволновых резонаторах, при этом с помощью отрезков согласующих линий крайние резонаторы первого из упомянутых фильтров электрически связаны с входным и первым выходным портом, а крайние резонаторы второго фильтра электрически связаны с входным и вторым выходным портами. Нечетные и четные полуволновые резонаторы обоих фильтров расположены на различных сторонах среднего слоя подложки, причем разомкнутые концы проводников соседних резонаторов каждого фильтра расположены на различных сторонах среднего слоя подложки друг над другом, пары проводников полуволновых резонаторов первого и второго фильтров выполнены пересекающимися в средних точках, а отрезки согласующих линий расположены на различных сторонах среднего слоя подложки с крайними резонаторами фильтров, при этом ширина проводников резонаторов и толщины слоев диэлектрической подложки могут быть выбраны из условия минимума потерь в диплексоре. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ. Технический результат - увеличение крутизны ската амплитудно-частотной характеристики фильтра. Для этого фильтр содержит диэлектрическую пластину, одна поверхность которой металлизирована, а на противоположную поверхность нанесены отрезки протяженных проводящих полосок, расположенных параллельно и разделенных диэлектрическими промежутками, входной и выходной отрезки полосковых проводников, расположенные на той же поверхности диэлектрической пластины, что и отрезки протяженных проводящих полосок, протяженная плоская диэлектрическая пластина, одна поверхность которой металлизирована, а на противоположную поверхность нанесен отрезок проводящей полоски. Длина протяженной плоской диэлектрической пластины не меньше суммы ширин всех отрезков проводящих полосок и промежутков их разделяющих, а ширина протяженной полоски пластины составляет от 0,1 до 0,2 длины волны диэлектрической пластины на центральной частоте фильтра, при этом ширина отрезка проводящей полоски, нанесенного на соответствующую поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины, равна толщине протяженной плоской диэлектрической пластины, причем поверхность протяженной плоской диэлектрической пластины обращена к поверхности диэлектрической пластины, а отрезок проводящей полоски протяженной плоской диэлектрической пластины изолирован от отрезков протяженных проводящих полосок диэлектрической пластины. 3 ил.

Изобретение относится к устройству дифференциального аттенюатора. Техническим результатом является повышение быстродействия устройства при работе с импульсными противофазными сигналами большой амплитуды. Устройство содержит первый (1) вход, первый (2) выход, первый (3) резистор, второй (4) резистор, общую шину (5), первый (6) конденсатор нагрузки, второй (4) резистор, первый (7) корректирующий конденсатор, второй (8) противофазный вход, второй (9) противофазный выход, третий (10) резистор, четвертый (11) резистор, второй (12) конденсатор нагрузки, второй (13) корректирующий конденсатор. В устройстве его первый (2) выход связан со входом (14) первого (15) дополнительного неинвертирующего усилителя тока через первый (7) корректирующий конденсатор, токовый выход первого (15) дополнительного неинвертирующего усилителя тока соединен с первым (2) выходом устройства, второй (9) противофазный выход устройства связан со входом (16) второго (17) дополнительного неинвертирующего усилителя тока через второй (13) корректирующий конденсатор, токовый выход второго (17) дополнительного неинвертирующего усилителя тока соединен со вторым (9) противофазным выходом устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электронной техники. Диодная сборка относится к элементам, предназначенным для использования в сверхвысокочастотных защитных устройствах. Сборка содержит одну или несколько пар электродов 3.1, 3.2, имеющих в каждой паре обращенные друг к другу поверхности с автоэлектронным покрытием 5.1, 5.2. Электроды установлены так, что их части с указанными поверхностями и зазор между ними находятся в общем для них вакуумированном объеме, например в стеклянной колбе 1. Отличительной особенностью конструкции является наличие вакуумного промежутка между электродами и отсутствие вещества на пути электронов благодаря реализуемому принципу действия с использованием явления автоэлектронной эмиссии. Диодные элементы в каждой паре конструктивно неразделимы. Каждой из указанных пар электродов соответствует эквивалентная схема в виде двух диодов, соединенных встречно-параллельно. Технический результат - уменьшение времени восстановления для обеспечения расширения диапазона возможного использования в сторону более высоких частот и в повышении надежности работы за счет увеличения допустимой мощности воздействующего СВЧ излучения. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к высокочастотным аттенюаторам. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих частот устройства и повышении его быстродействия при работе с импульсными сигналами большой амплитуды. Высокочастотный аттенюатор содержит вход и выход устройства, между которыми включен первый резистор, источник входного напряжения, включенный по переменному току между общей шиной и входом устройства, второй резистор, включенный по переменному току между выходом устройства и общей шиной, эквивалентная емкость нагрузки, включенная по переменному току между выходом устройства и общей шиной. В схему введен корректирующий конденсатор, включенный между входом устройства и входом дополнительного неинвертирующего усилителя тока, токовый выход которого соединен с выходом устройства. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к аттенюаторным устройствам. Технический результат заключается в расширении диапазона регулировки мощности выходного сигнала за счет использования двухканальной системы регулировки мощности. Устройство состоит из предвыходного усилителя 1, первого 2 и второго 3 коммутаторов, канала без затухания 4, канала с затуханием 5. Вход предвыходного усилителя 1 предназначен для подключения к источнику сигнала, а выход соединен с входом первого коммутатора 2. Первый выход первого коммутатора 2 соединен с входом канала без затухания 4, второй - с входом канала с затуханием 5. Первый вход второго коммутатора 3 соединен с выходом канала без затухания 4, второй вход - с каналом с затуханием 5. Канал без затухания 4 содержит последовательно соединенные выключатель 6 и выходной усилитель 7. Канал с затуханием 5 содержит последовательно включенные корректирующий аттенюатор 8 и предвыходной переменный аттенюатор 9. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, электротехники, радиотехники, связи и может использоваться в структуре различных интерфейсов, измерительных приборах, быстродействующих аналого-цифровых (АЦП) и цифроаналоговых (ПАП) преобразователях. Технический результат - существенное расширение диапазона рабочих частот устройства и повышение его быстродействия при работе с импульсными сигналами большой амплитуды. Причем достижение данных качественных показателей обеспечивается в широком диапазоне изменения коэффициентов передачи AT (K0), который определяется отношением K0=R6/(R6+R3). Это является одной из замечательных особенностей предлагаемого устройства, которая расширяет области его применения, например, в широкополосных цифроуправляемых аттенюаторах, R-2R делителей напряжения быстродействующих аналого-цифровых преобразователей и т.п. Широкополосный аттенюатор с управляемым коэффициентом передачи содержит вход (1) и выход (2) устройства, между которыми включен первый (3) резистор, 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), конденсатор цепи нагрузки (7), включенный по переменному току между выходом устройства (2) и общей шиной (5), корректирующий конденсатор (8). Выход устройства (2) связан по переменному току со входом неинвертирующего усилителя напряжения (9), между выходом неинвертирующего усилителя напряжения (9) и выходом (2) устройства включен корректирующий конденсатор (8). 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к диодным ограничителям мощности, служащим для защиты входа приемного устройства от воздействия СВЧ сигнала собственного передатчика и мощного стороннего СВЧ сигнала. Технический результат - повышение надежности ограничителя за счет увеличения допустимой входной мощности в 1,5-2 раза и сохранение малых начальных потерь при работе в режиме пропускания СВЧ сигнала. Для этого диодный ограничитель мощности СВЧ сигнала содержит входную линию передачи, к которой подключен вход канального бинарного делителя, содержащего N-1 одиночных делителя, соединенных между собой одинаковыми отрезками линий, выходную линию передачи, к которой подключен выход N канального бинарного сумматора, содержащего N-1 одиночных сумматора, соединенных между собой одинаковыми отрезками линий, два из которых шунтированы как минимум одним диодом каждый, выходы бинарного делителя соединены с входами бинарного сумматора N отрезками линий, каждый из которых шунтирован одним диодом на расстоянии, близком к половине длины волны от входа бинарного делителя, цепь постоянного тока диодов. Каждый отрезок линии, соединяющий бинарный делитель и сумматор, дополнительно соединен с соседними отрезками линий, соединяющими бинарный делитель и сумматор на расстоянии, близком к половине длины волны от входа бинарного делителя. 2 ил.

Наверх