Переключатель свч мощности

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.

 

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).

Известен переключатель СВЧ на основе Т-соединения, состоящий из трех отрезков линии передачи [А.В. Вайсблат.«Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах». Москва: «Радио и связь», 1987, с. 84-85]. Один из отрезков является входом устройства. Два других отрезка образуют выходы устройства, причем каждый из них шунтирован по СВЧ диодами, установленными на расстоянии четверти и половины волны от центра соединения отрезков. В одном плече диоды закрыты и СВЧ сигнал проходит от входа к выходу с минимальными потерями, в другом плече диоды открыты и сигнал проходит от входа к выходу со значительными потерями.

Недостатком переключателя является малый уровень допустимой входной СВЧ мощности.

Наиболее близким к изобретению (прототипом) является переключатель СВЧ [Патент на изобретение №2410802, МПК Н01Р 1/15], выполненный из n=3…n отрезков линии передачи, соединенных одним концом в общей точке, из которых, по крайней мере, n-1 отрезки шунтированы по СВЧ k=1…k полупроводниковыми ключами. Для каждого отрезка каждый первый от общей точки соединения ключ подключен на расстоянии четверти длины волны от общей точки соединения. Каждый полупроводниковый ключ подключен к шунтируемому отрезку дополнительным отрезком линии передачи, длина которого близка четверти длины волны.

Недостатком такого устройства является то, что «закрытые» плечи переключателя не согласованы по СВЧ, что не всегда приемлемо.

Задачей изобретения является согласование по СВЧ всех плеч переключателя, как «закрытых», так и «открытых».

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения: выражается в согласовании по СВЧ входов/выходов переключателя, что позволит применять его совместно с устройствами, нагрузки которых обязательно должны быть согласованы.

Указанный технический результат достигается тем, что плечи переключателя СВЧ мощности образованы n=3…n отрезками линии передачи, соединенными одним концом в общей точке, из которых, по крайней мере, n-1 отрезков 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, при этом расстояние между точками подключения к шунтируемому отрезку линии последнего и предпоследнего отрезков, подключающих ключи, близко к четверти длины волны, при этом все плечи переключателя согласованы по СВЧ.

Причинно-следственные связи признаков изобретения с техническим результатом выражаются в следующем. В плече, работающем на запирание, последние от общей точки соединения полупроводниковый ключ и четвертьволновый отрезок линии шунтируют уже не отрезок линии, образующий плечо переключателя, а дополнительный резистор, который является согласованной нагрузкой от входа/выхода плеча, причем подключение резистора на расстоянии четверти длины волны от предпоследнего четвертьволнового отрезка линии, шунтирующего отрезок линии передачи, образующий плечо переключателя создает режим холостого хода в точке подключения резистора, что позволяет СВЧ сигналу распространяться далее по плечу переключателя.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого переключателя СВЧ мощности.

Пример

Переключатель СВЧ мощности, плечи которого образованы соединением отрезков линии передачи n 1, n 2, n 3, n 4 одним концом в общей точке. Каждое плечо шунтировано k.1, k.2, k.3 полупроводниковыми ключами (диодами), подключенными через четвертьволновые отрезки L.1, L.2, L.3 соответственно.

Каждый четвертьволновый отрезок L1 подключен к своему плечу n на расстоянии, близком к четверти длины волны, от общей точки соединения плеч. Четвертьволновые отрезки L3 подключены к своим плечам через резистор R

Расстояние L4 в каждом плече между точками подключения отрезков L3 и L2 близко к четверти длины волны.

Каждое плечо переключателя может являться как входом, так и выходом СВЧ мощности в зависимости от потребности.

Предлагаемый переключатель СВЧ мощности работает следующим образом.

В любых двух плечах устройства, например n 1 и n 2, полупроводниковые ключи k находятся в открытом состоянии, четвертьволновые отрезки L1, L2, L3 короткозамкнуты по СВЧ и не вносят в эти плечи дополнительных потерь. СВЧ сигнал подается на n 1 и снимается с отрезка n 2.

В то же время в плечах устройства n 3 и n 4 полупроводниковые ключи k закрыты, четвертьволновые отрезки L1, L2, L3 шунтируют плечи по СВЧ и сигнал через эти плечи не проходит. При этом последние от общей точки четвертьволновые отрезки L3 шунтируют плечи через резисторы R, являющиеся согласованными нагрузками для этих плеч.

При этом и «открытые», и «закрытые» плечи переключателя согласованы по СВЧ.

Осуществление изобретения обеспечивает выполнение переключения СВЧ мощности с вносимыми прямыми потерями ~1,5 дБ, вносимым затуханием в «закрытые» плечи >30 дБ и допустимым уровнем входной мощности более 30 Вт. При этом количество плеч равнялось 4, в качестве полупроводниковых ключей использовались по 3 диода в каждом плече.

При увеличении количества плеч вносимые прямые потери пропорционально растут.

Переключатель СВЧ мощности, плечи которого образованы n=3…n отрезками линии передачи, соединенными одним концом в общей точке, из которых по крайней мере n-1 отрезков 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, отличающийся тем, что каждый последний от общей точки отрезок линии подключен к шунтируемому отрезку линии через резистор R, при этом расстояние между точками подключения к шунтируемому отрезку линии последнего и предпоследнего отрезков, подключающих ключи, близко к четверти длины волны, при этом все плечи переключателя согласованы по СВЧ.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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 относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в радиопередающих устройствах спутниковых систем связи и спутниковых радионавигационных систем, а также в других устройствах СВЧ для выделения сигналов в двух поддиапазонах преимущественно дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн. Двухполосный фильтр выполнен в виде двух настроенных на заданные полосы пропускания параллельно включенных ветвей в виде цепочек, состоящих из отдельных связанных через отверстия в общих стенках коаксиальных резонаторов с укорачивающими емкостями в виде керамических пластин. Параллельное включение ветвей двухполосного фильтра с копланарной или микрополосковой линией обеспечивается топологией входного и выходного элемента связи, выполненных в виде отрезков копланарных линий на боковых гранях входных и выходных резонаторов ветвей фильтра и имеющих общую часть после соединения ветвей фильтра по смежным боковым граням. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, к частотной селекции и фильтрации радиосигналов, может быть использовано в радиолокации и в системах связи. Устройство содержит параллельно включенные полосно-пропускающие фильтры, согласованные с длительностью этой последовательности, установочные фазовращатели и сумматор. Кроме того, устройство содержит смесители, гетеродины и генератор опорного сигнала. При этом на первые входы смесителей поступает входной сигнал, а вторые входы соединены с выходами разночастотных гетеродинов. Входы гетеродинов соединены с выходом генератора опорного сигнала. Выходы смесителей соединены со входами полосно-пропускающих фильтров. Выходы полосно-пропускающих фильтров соединены со входами установочных фазовращателей, а выходы установочных фазовращателей соединены со входами сумматора. Технический результат заключается в получении высокой добротности гребенчатого фильтра. 5 ил.

Изобретение относится к электронной технике СВЧ, в частности к фазовращателям. Секция дискретного фазовращателя с цифровым управлением содержит входной направленный ответвитель со слабой связью, вход которого является входом устройства, выходной направленный ответвитель со слабой связью, выход которого является выходом устройства, ослабитель с цифровым управлением, выход которого соединен со связанным входом вторичной линии выходного направленного ответвителя, первый и второй отрезки передающих линий, третью и четвертую замкнутые на конце четвертьволновые связанные передающие линии. Вход первого отрезка передающей линии подключен к выходу первичной линии входного направленного ответвителя. Вход второго отрезка передающей линии подключен к выходу первого отрезка передающей линии. Развязанный выход входного направленного ответвителя и развязанный выход выходного направленного ответвителя нагружены согласованными балластными нагрузками. Выход второго отрезка передающей линии подключен к входу первичной линии выходного направленного ответвителя, вход третьей замкнутой на конце связанной передающей линии подключен к связанному выходу вторичной линии входного направленного ответвителя, выход связанного плеча четвертой связанной линии соединен с входом ослабителя с цифровым управлением. Суммарная длина последовательно соединенных двух первичных линий входного и выходного направленных ответвителей, первого и второго отрезков передающих линий, области связи третьей и четвертой связанных линий и величина связи третьей и четвертой связанных линий определяются их соотношениями в каналах фазовращателя Шиффмана для случая максимальной широкополосности при значении относительного сдвига фазы в двух каналах, равном 90 градусов. Технический результат заключается в уменьшении вносимых потерь при снижении потребляемой от источника питания мощности, минимальном шаге дискретной перестройки фазы, минимальной паразитной амплитудной модуляции, при увеличенном значении мощности входного сигнала. 1 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в спутниковой связи с поляризационным уплотнением сигналов как на земных станциях спутниковой связи, так и на спутниках связи. Устройство состоит из двухдиапазонного поляризатора с фазосдвигающими неоднородностями, обеспечивающими фазовый сдвиг 90° в обоих диапазонах частот, устройства совмещения двух диапазонов частот с функцией поляризационной селекции в нижнем диапазоне частот и поляризационного селектора верхнего диапазона частот, прямоугольные плечи которого расположены под углом 90° друг к другу и являются выходами устройства в верхнем диапазоне частот, выполненных на отрезках круглого волновода разного сечения, соединенных каскадно и соосно. При этом устройство совмещения двух диапазонов частот, состоящее из центрального отрезка волновода круглого сечения с присоединенными к нему под углом 90° друг к другу одинаковыми прямоугольными плечами, в которых в месте их соединения с центральным отрезком волновода круглого сечения установлены одинаковые режекторные фильтры верхних частот и которые подключены к одинаковым прямоугольным волноводам нижних частот, соединенных с симметричными плечами двойного волноводного тройника и присоединенного к нему волноводного перехода на сечение меньшего диаметра, запредельного для сигналов нижнего диапазона частот, соединено со стороны сечения большего диаметра с выходом двухдиапазонного поляризатора, вход которого является входом устройства в обоих диапазонах частот, а со стороны сечения меньшего диаметра - со входом поляризационного селектора верхнего диапазона частот. При этом в устройстве совмещения двух диапазонов частот фазосдвигающие неоднородности двухдиапазонного поляризатора расположены под углом 0° или 90° к осям прямоугольных плеч устройства совмещения двух диапазонов частот, соединенных через прямоугольные волноводы нижних частот с симметричными плечами одного двойного волноводного тройника, оба плеча Е и Н которого являются выходами устройства в нижнем диапазоне частот, и под углом 45° к осям прямоугольных плеч поляризационного селектора верхнего диапазона частот. Технический результат заключается в упрощении конструкции. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике СВЧ и антенной технике. Устройство возбуждения волны Ε01 в круглом волноводе содержит делитель мощности с N выходами, N элементов связи с круглым волноводом, равномерно расположенных в поперечном сечении на цилиндрической поверхности волновода, которые соединены с N выходами делителя мощности, вход которого является входом устройства возбуждения. Делитель мощности выполнен в виде коаксиального резонатора, охватывающего круглый волновод, причем продольный размер резонатора кратен половине длины волны в свободном пространстве, вход делителя мощности выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, соединенного с резонатором через элемент связи, N элементов связи с круглым волноводом расположены непосредственно на внутренней цилиндрической стенке коаксиального резонатора. Технический результат - упрощение конструкции. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области СВЧ радиотехники, в частности к проходным дискретным полупроводниковым фазовращателям. Дискретный СВЧ фазовращатель проходного типа, согласованный с волновым сопротивлением ρ0 основной линии передачи, выполнен на основе соединения отрезков линий передачи и управляющих элементов, преимущественно диодов. Вход и выход фазосдвигающей цепи фазовращателя соединены через управляющий элемент. Фазосдвигающая цепь фазовращателя содержит фильтр нижних частот в виде последовательного соединения трех (в случае дискрета, большего 90°) или двух (в случае дискрета, меньшего или равного 90°) отрезков линии передачи, к местам (точкам) соединения которых подключены шлейфы (шлейф), причем их свободные концы (концы центральных проводников) соединены по СВЧ с корпусом (экраном) через управляющие элементы, геометрические параметры упомянутых отрезков и шлейфов (шлейфа) выбраны из условия обеспечения четвертьволновой электрической длины каждой линии передачи от входа (выхода) фазосдвигающей цепи до ближайшей точки соединения с корпусом (экраном), а волновые сопротивления этих отрезков превышают ρ0. Технический результат - снижение паразитных потерь пропускания. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий и может быть использовано при создании нового поколения СВЧ элементной базы и интегральных схем на основе гетероструктур широкозонных полупроводников. Технический результат: повышение надежности устройства и плотности носителей, эффективность подавления токового коллапса, повышение скорости переключения и уровня выходной мощности, ослабление процесса деградации в гетероструктуре. Технический результат достигается тем, что ограничитель мощности содержит электроды, емкостные элементы. Ограничитель мощности является псевдоморфным, изготовленным на базе гетероструктуры AlGaN/InGaN, а емкостной элемент представляет собой конденсатор. Кроме того, ограничитель мощности включает подложку из изолирующего карбида кремния, на которой последовательно размещены: буферный слой из GaN, сглаживающий буферный слой из GaN, слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из твердого раствора AlXGa1-XN, сглаживающий слой из GaN, канал из твердого раствора InXGa1-XN, и в интерфейсе InXGa1-XN/AlGaN гетероструктуры образован двумерный электронный газ (ДЭГ) высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора. Поверх твердого раствора InXGa1-XN размещен химически устойчивый сглаживающий слой из GaN, поверх которого нанесен слой диэлектрика из двуокиси гафния. Поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора. При этом емкостной элемент устройства выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек (DX), а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25%. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых изделий. Коммутирующее устройство является псевдоморфным, изготовленным на базе гетероструктуры AlGaN/InGaN, а емкостный элемент представляет собой конденсатор. Кроме того, коммутирующее устройство включает подложку из сапфира, на которой последовательно размещены: буферный слой из AlN, буферный слой из GaN, слой из нелегированного GaN i-типа проводимости, сверхрешетка из AlXGa1-XN/GaN, буферный слой из GaN, сильнолегированный слой n-типа проводимости из AlXGa1-XN, спейсер из твердого раствора AlXGa1-XN, сглаживающий слой из GaN, канал из твердого раствора InXGa1-XN, и в интерфейсе InXGa1-XN/AlGaN гетероструктуры образован двумерный электронный газ (ДЭГ) высокой плотности, который служит нижней обкладкой конденсатора. Поверх твердого раствора InXGa1-XN размещен химически устойчивый сглаживающий слой из GaN, поверх которого нанесен слой диэлектрика из двуокиси гафния. Поверх диэлектрика размещены металлические электроды полосковой формы, которые образуют верхнюю обкладку конденсатора. При этом емкостный элемент устройства выполнен с минимальным количеством глубоких электронных ловушек (DX), а канал выполнен упруго-напряженным псевдоморфным с концентрацией InGa 15-25%. Изобретение обеспечивает повышение надежности устройства, эффективности подавления токового коллапса, повышение скорости переключения и уровня выходной мощности, а также ослабление процесса деградации в гетероструктуре. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике высоких и сверхвысоких частот и предназначено для создания частотно-селективных устройств. Полосковый резонатор содержит две диэлектрические подложки, подвешенные между экранами корпуса, на обе поверхности которых нанесены полосковые металлические проводники, электромагнитно связанные между собой. Между подложками расположена тонкая металлическая пленка, закороченная со всех сторон по периметру на корпус, толщина которой меньше скин-слоя в металле на рабочей частоте резонатора. Техническим результатом изобретения является разрежение спектра собственных частот полоскового резонатора и увеличение протяженности полосы заграждения фильтров на его основе. 3 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике и может быть использовано для заданного ослабления СВЧ сигнала большой мощности в широкой полосе рабочих частот. СВЧ аттенюатор содержит N последовательно включенных друг за другом каскадов, выполненных на планарных пленочных резисторах, общая площадь которых обеспечивает рассеивание заданной мощности входного высокочастотного сигнала, а значения коэффициентов передачи каждого каскада обеспечивают равномерное распределение рассеиваемой мощности в них. Все каскады выполнены в виде Т-образной структуры и расположены на общей диэлектрической подложке, при этом во всех Т-образных структурах площадь каждого пленочного резистора пропорциональна рассеиваемой на нем мощности и ширина крайних пленочных резисторов больше ширины среднего пленочного резистора, а крайние пленочные резисторы смежных Т-образных структур объединены в один общий пленочный резистор, площадь и сопротивление которого равны сумме площадей и сумме сопротивлений соответственно объединенных пленочных резисторов. Технический результат в предлагаемом СВЧ аттенюаторе заключается в упрощении конструкции за счет того, что все пленочные резисторы расположены на одной диэлектрической подложке и не применяются согласующие элементы, а также сохранении высокого уровня мощности входного высокочастотного сигнала за счет выбора площади каждого пленочного резистора пропорционально рассеиваемой на нем мощности. 5 ил., 3 табл.

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к переключателям СВЧ мощности, и может быть использовано для переключения СВЧ сигналов между каналами приема в СВЧ приемниках. Технический результат заключается в обеспечении согласования по СВЧ входоввыходов переключателя, что позволит применять его совместно с устройствами, нагрузки которых обязательно должны быть согласованы. Переключатель СВЧ мощности содержит плечи, образованые n3…n отрезками линии передачи, соединенными одним концом в общей точке. По крайней мере n-1 отрезков линии передачи шунтированы по СВЧ k1, 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