Дискретный аттенюатор свч

Изобретение относится к электронной технике, а именно к аттенюаторам. Дискретный аттенюатор СВЧ содержит входной и выходной трехдецибельные направленные ответвители, две согласованные нагрузки, подключенные к балластным выходам входного и выходного направленных ответвителей, ослабитель с цифровым управлением и отрезок полосковой линии. Один из рабочих выходов входного направленного ответвителя подключен к входу ослабителя с цифровым управлением, другой рабочий выход входного направленного ответвителя соединен с одним из выводов отрезка полосковой линии. Выход ослабителя с цифровым управлением соединен с одним, а другой вывод отрезка полосковой линии - с другими рабочими входами выходного направленного ответвителя. Вход входного направленного ответвителя является входом, а выход выходного направленного ответвителя - выходом устройства. Устройство выполнено с возможностью разделения сигналов на два канала, в одном из которых включен ослабитель с цифровым управлением, а в другом - фазокомпенсирующий отрезок передающей линии, с последующим векторным суммированием сигналов. Технический результат - уменьшение вносимых дискретным аттенюатором СВЧ прямых потерь, уменьшение значения дискретного уровня ослабления и уменьшение результирующего изменения фазы сигнала СВЧ в диапазоне вносимого ослабления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к электронной технике, а именно к аттенюаторам.

Уровень техники. Аттенюаторы СВЧ предназначены для управления амплитудой сигналов СВЧ диапазона. В технике широкое применение находят аттенюаторы СВЧ с дискретным изменением коэффициента передачи (дискретные аттенюаторы СВЧ), осуществляемым с помощью ослабителей с цифровым управлением.

Важнейшими параметрами дискретных аттенюаторов СВЧ, определяющими их использование в радиоэлектронной аппаратуре различного назначения, являются:

- прямые начальные потери в рабочей полосе частот,

- изменение фазы сигнала СВЧ (паразитная фазовая модуляция) при варьировании вносимого ослабления,

- значение дискрета изменения ослабления в двух соседних состояниях кода управления (при изменении кода управления на логическую единицу).

Для большинства областей применения дискретных аттенюаторов СВЧ и, в частности в устройствах компенсации нелинейных искажений с прямой связью и в каналах подавления несущей в одночастотных радиолокаторах с непрерывным излучением, значения всех трех параметров должны быть минимальными.

Известен аттенюатор СВЧ [1] (Микроэлектронные устройства СВЧ / Н.Т. Бова, Ю.Г. Ефремов, В.В. Конин и др. К.: Технiка, 1984. - С. 146), состоящий из входного и выходного трехдецибельных направленных ответвителей, двух согласованных нагрузок и двух аттенюаторов, реализованных на pin-диодах, каждый из рабочих выходов входного направленного ответвителя соединен со входами аттенюаторов, а их выходы подключены к входам выходного направленного ответвителя, а балластные выходы направленных ответвителей нагружены на согласованные нагрузки. Управление осуществляется регулировкой токов диодов за счет подачи одинакового напряжения смещения. При этом обеспечивается регулировка ослабления за счет отражения части сигнала от диодов и поглощения мощности отраженных сигналов в балластной нагрузке входного направленного ответвителя Принципиальным условием работы аттенюатора является требование идентичности каналов между входным и выходным направленными ответвителями как по структуре, так и по вносимому ослаблению.

Недостатком аналога является большое значение прямых начальных потерь, определяемое начальными потерями в аттенюаторах, реализованных на pin-диодах, и большое значение изменения фазы сигнала при изменении вносимого ослабления.

Наиболее близким к заявляемому устройству является аттенюатор СВЧ [2] (Микроэлектронные устройства СВЧ: Учеб. пособие для радиотехнических специальностей вузов/ Г.И. Веселов, Е.Н. Егоров, Ю.Н. Алехин и др.; Под ред. Г.И. Веселова. - М.: Высш. шк., 1988. - С. 84), состоящий из входного и выходного трехдецибельных направленных ответвителей, управляемого фазовращателя и двух согласованных нагрузок, один из рабочих выходов входного направленного ответвителя соединен с входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен с одним входом выходного направленного ответвителя, другой выход входного трехдецибельного направленного ответвителя соединен с другим входом выходного направленного ответвителя, балластные выходы направленных ответвителей нагружены на согласованные нагрузки (прототип).

Недостатком устройства является большое значение прямых начальных потерь, определяемое начальными потерями в управляемом фазовращателе, большое значение дискрета изменения ослабления и большое значение изменения фазы сигнала при изменении вносимого ослабления.

Технический результат - уменьшение начальных потерь дискретного аттенюатора СВЧ с одновременным уменьшением значения дискрета изменения ослабления и уменьшение значения изменения фазы сигнала СВЧ при изменении вносимого ослабления.

Указанный технический результат достигается тем, что в аттенюатор СВЧ, содержащий входной и выходной трехдецибельные направленные ответвители, две согласованные нагрузки, подключенные к балластным выходам входного и выходного направленных ответвителей, вход входного направленного ответвителя является входом, а выход выходного направленного ответвителя - выходом устройства, дополнительно введены ослабитель с цифровым управлением и отрезок полосковой линии, один из рабочих выходов входного направленного ответвителя подключен к входу ослабителя с цифровым управлением, другой рабочий выход входного направленного ответвителя соединен с одним из выводов отрезка полосковой линии, выход ослабителя с цифровым управлением соединен с одним, а другой вывод отрезка полосковой линии - с другим рабочими входами выходного направленного ответвителя.

На фиг. приведена схема электрическая функциональная предлагаемого устройства. Устройство содержит две балластные нагрузки 1 и 6, два трехдецибельных направленных ответвителя 2 и 5, отрезок полосковой линии 3 и ослабитель с цифровым управлением 4.

Раскрытие сущности

Введение ослабителя с цифровым управлением и отрезка передающей линии в совокупности с трехдецибельными направленными ответвителями и балластными нагрузками, связанными между собой предложенным соединением всех элементов позволяет разделить мощность сигнала на два канала, в одном из которых включен ослабитель с цифровым управлением, а в другом - фазокомпенсирующий отрезок передающей линии, и векторно просуммировать канальные сигналы посредством использования в качестве сумматора трехдецибельного направленного ответвителя, вследствие чего достигается:

1. уменьшение вносимых прямых начальных потерь за счет двухканальности;

2. двухканальность и реализация принципа векторного сложения сигналов разной амплитуды, один из которых сохраняет неизменный уровень, а другой изменяется при воздействии управляющего сигнала ослабителя с цифровым управлением, приводят к уменьшению значения дискрета изменения ослабления при изменении кода управления ослабителя с цифровым управлением на единицу и уменьшению влияния фазы, вносимой ослабителем с цифровым управлением, на фазу суммарного сигнала на выходе устройства (при изменении управляющего кода), фазокомпенсирующий отрезок линии в канале без ослабления дополнительно минимизирует отклонение фазы в исходном состоянии управляющего кода, соответствующим максимальному значению коэффициента передачи устройства.

Устройство работает следующим образом. Сигнал поступает на вход первого трехдецибельного направленного ответвителя 2 и делится на две равные части. Одна часть сигнала с одного рабочего выхода ответвителя поступает на вход ослабителя с цифровым управлением 4, вторая часть сигнала с другого рабочего выхода направленного ответвителя 2 подается на отрезок передающей линии 3, электрическая длина которой компенсирует набег фазы ослабителя с цифровым управлением 4 при минимальном ослаблении. Далее управляемый по амплитуде сигнал с выхода ослабителя с цифровым управлением 4 через один из рабочих входов поступает на выходной трехдецибельный направленный ответвитель 5, где осуществляется его векторное сложение с другой частью сигнала, прошедшей через отрезок передающей линии 3 и поданной на другой вход выходного трехдецибельного направленного ответвителя 5.

Проведен численный эксперимент для сравнения предложенного устройства с прототипом. В предложенном устройстве использовался шестиразрядный ослабитель с цифровым управлением типа HMC472ALP4E. Вносимое ослабление: минус 2,0 дБ ÷ минус 30 дБ, значение дискрета вносимого ослабления на бит младшего разряда управляющего сигнала (шаг дискретного изменения ослабления): минус 0,5 дБ. В устройстве по схеме прототипа применялся шестиразрядный дискретный фазовращатель с цифровым управлением типа HMC647LP6(E). Значение минимального вносимого ослабления на разряд управляющего кода (шаг дискретного изменения сигнала) минус 4 дБ, максимальные вносимые потери при загрузке всех управляющих разрядов минус 24 дБ. Шаг дискретизации 5,6 градуса. Диапазон управления фазой: от нуля до 360 градусов.

Направленные ответвители типа «Ланге» изготовлены на подложке из поликора (ε=9.9) толщиной 0,5 мм. Ширина микрополосковых линий в области связи 0.1 мм, зазор между полосковыми линиями 0.08 мм, длина области связи 10 мм. Нагрузки безындуктивные тонкопленочные.

Расчетом установлено, что в сравнении с прототипом предлагаемое устройство имеет на 0,8 дБ меньшее значение потерь (0,95 дБ в предлагаемом устройстве и 1,8 дБ у прототипа), на 0,02…6,8 дБ меньшее значение дискрета изменения ослабления при изменении кода управления на единицу ((0,01…0,2) дБ у заявляемого устройства, (0,03…7) дБ у прототипа) и на 31,5 градуса меньшее значение изменения фазы при варьировании управляющих кодов (1,5 градуса в предлагаемом устройстве при 33 градусах у прототипа).

Использованные источники информации

1. Микроэлектронные устройства СВЧ / Н.Т. Бова, Ю.Г. Ефремов, В.В. Конин и др. К.: Технiка, 1984. - 184 с. - С. 146.

2. Микроэлектронные устройства СВЧ: Учеб. пособие для радиотехнических специальностей вузов / Г.И. Веселов, Е.Н. Егоров, Ю.Н. Алехин и др.; Под ред. Г.И. Веселова. - М.: Высш. шк., 1988. - С. 84 (Прототип).

1. Дискретный аттенюатор СВЧ, содержащий входной и выходной трехдецибельные направленные ответвители, две согласованные нагрузки, подключенные к балластным выходам входного и выходного направленных ответвителей, вход входного направленного ответвителя является входом, а выход выходного направленного ответвителя - выходом устройства, отличающийся тем, что в него дополнительно введены ослабитель с цифровым управлением и отрезок полосковой линии, один из рабочих выходов входного направленного ответвителя подключен к входу ослабителя с цифровым управлением, другой рабочий выход входного направленного ответвителя соединен с одним из выводов отрезка полосковой линии, выход ослабителя с цифровым управлением соединен с одним, а другой вывод отрезка полосковой линии - с другим рабочими входами выходного направленного ответвителя.

2. Дискретный аттенюатор СВЧ по п. 1, отличающийся тем, что электрическая длина отрезка передающей линии выбрана такой, чтобы компенсировать набег фазы, вносимый ослабителем с цифровым управлением при минимальном значении ослабления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для скачкообразного изменения фазы проходящего СВЧ-сигнала в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании фазированных антенных решеток.

Изобретение относится к технике СВЧ и электротехнике и может быть использовано для радиолокационных станций (РЛС) кругового обзора. Заявленное многофункциональное вращающееся устройство содержит последовательно соединенные коробку ввода кабелей, вращающееся контактное устройство и коаксиально-оптическое вращающееся сочленение с неподвижной частью и вращающейся частью, при этом в коаксиально-оптическое вращающееся сочленение встроен оптический вращающийся переход, вход и выход которого находится на общей оси вращения.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и может быть использовано в антенных системах широкополосных передающих систем для согласованного переключения СВЧ мощности между двумя антеннами и синфазного деления мощности между ними.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к волноводным преобразователям плоскости поляризации. Компактная 90-градусная скрутка состоит из входного волновода с горизонтальной поляризацией, соосного с ним выходного волновода с вертикальной поляризацией и преобразователя поляризации, размещаемого между входным и выходным волноводами.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре для защиты от пробоя каскадов приемного тракта. Устройство содержит входную и выходную линии связи, три полосковых (стержневых) резонатора с параллельной электромагнитной связью и длиной, близкой к четверти длины волны на средней частоте рабочего диапазона.

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены короткозамкнутые с одного конца полосковые проводники, а на вторую сторону нанесены короткозамкнутые с противоположного конца полосковые проводники, связанные электромагнитно.

Изобретение может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах систем локации и связи, в том числе в аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем Glonass, GPS для разделения сигналов поддиапазонов L1, L2, L3, в пассивных когерентных локационных системах для разделения сигналов ТВ и ФМ вещания.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в спутниковой связи и в системах непосредственного телевизионного вещания с поляризационным уплотнением.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим постоянный фазовый сдвиг между опорным каналом (компенсирующей линией) (ОК) и фазосдвигающим каналом (ФК) в широкой полосе частот.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к фильтрам. Полосно-пропускающий СВЧ-фильтр содержит установленные на металлическое основание и гальванически соединенные между собой боковыми поверхностями четвертьволновые резонаторы, изготовленные на основе коаксиальных керамических линий квадратного сечения.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах в качестве эквивалента антенны и оконечной согласованной нагрузки в коаксиальных и полосковых СВЧ трактах с высоким уровнем мощностей. В полосковой нагрузке, содержащей полосковый проводник, установленный между поглощающими пластинами, размещенными на металлических основаниях, с увеличивающейся толщиной от входа нагрузки к ее концу, полосковый проводник касается поглощающих пластин на расстоянии от 0,8 до 0,9 его длины от входа нагрузки и далее выполнен с постоянной толщиной и шириной до короткозамкнутого или разомкнутого конца нагрузки. Технический результат заключается в достижении коэффициента стоячей волны нагрузки не более 1,1 в полосе 15% и не более 1,15 в полосе 30%, а также снижении габаритов и массы нагрузки на 40%. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ, в частности к фазовращателям. Перестраиваемый фазовращатель СВЧ содержит первый отрезок линии передачи, концы которого соединены со входом и выходом перестраиваемого фазовращателя, к середине которого подключен через перемычку разомкнутый отрезок линии передачи, к которому могут быть подключены посредством перемычек дополнительные разомкнутые отрезки линии. Вход и выход перестраиваемого фазовращателя дополнительно соединены вторым отрезком линии передачи, расположенным параллельно первому отрезку через зазор и равный ему по длине. В середине второго отрезка линии передачи выполнен разрыв, по обе стороны разрыва симметрично подключены две дополнительные перемычки, соединяющие первый и второй отрезки линии передачи через зазор, положение которых меняется при регулировке, при этом волновое сопротивление первого и второго отрезков линий в два раза больше сопротивления входа. Технический результат - уменьшение погрешности установки величины фазы и улучшение согласования в широком диапазоне частот при небольших габаритах. 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ, в частности к фазовращателям. Дискретный фазовращатель СВЧ содержит одинаковые первый и второй отрезки линии передачи, одни концы которых соединены с входом и выходом фазовращателя соответственно, а другие соединены между собой, вход и выход фазовращателя дополнительно соединены с одними концами одинаковых третьего и четвертого отрезков линии передачи, между другими концами которых включен первый коммутирующий диод, при этом волновое сопротивление третьего и четвертого отрезков линии в два раза выше сопротивления входа и выхода. К точке соединения первого и второго отрезков линии передачи подключен одним выводом второй коммутирующий диод, второй вывод которого соединен с одним концом пятого отрезка линии передачи, второй конец которого разомкнут, при этом длина и волновое сопротивление первого и второго отрезков линии передачи равны длине и волновому сопротивлению третьего и четвертого отрезков линии передачи. Технический результат - увеличение величины изменения фазы при уменьшении коэффициента стоячей волны. 2 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к переключателям СВЧ мощности, и может быть использовано для переключения СВЧ сигналов между каналами приема (передачи) в СВЧ приемниках (передатчиках). Технический результат заключается в обеспечении согласования по СВЧ входов/выходов переключателя, что позволит применять его совместно с устройствами, нагрузки которых обязательно должны быть согласованы. Переключатель СВЧ мощности содержит плечи, образованые n=3…n отрезками линии передачи, соединенными одним концом в общей точке. По крайней мере n-1 отрезков линии передачи шунтированы по СВЧ k=1, 2, 3 … k полупроводниковыми ключами, подключенными к шунтируемому отрезку через отрезки линии, близкие к четверти длины волны. При этом каждый первый от общей точки такой отрезок линии подключен на расстоянии, близком к четверти длины волны, от общей точки соединения. Расположенный последним от общей точки отрезок линии подключен к шунтируемому отрезку линии через резистор R. Расстояние между точками подключения к шунтируемому отрезку линии последнего и предпоследнего отрезков, подключающих ключи, близко к четверти длины волны, причем все плечи переключателя согласованы по СВЧ. 1 ил.
Наверх