Выключатель

(56)ЕЕЕ Т53-56.Патенкл,Н 01 Р 8/0902. Бюл,но-иссле 0 ва нисовгапз, Оп- 33, 1985, В 1,:р,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР - АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т Великобритании М 2,120.4601/15, 1985. 54) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ57) Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано в устройствах, управляющих амплитуд 6 М сигнала, Цель изобретения - увеличение развязки в широкой полосе частот, ВыклюИзобретение относится к радиоэлектро- .нике СВЧ йможет быть использовано вволноводных СВЧ управляющих устройствах, втом числе в выключателях, аттенюаторах,модуляторах,Известны полупроводниковые СВЧ-устройства, содержащие отрезок прямоугольного волновода с прямоугольнымидроссельными канавками, симметрйчно выполненными в широких стенках этогоотрезка волновода, разделенного Е-плоскостьюна две равные:части, между которыми установлена диэлектрическая подложка с участками металлизации, образующими щелевую,линию, в которой включены полупроводйиковые диоды. Дроссельные канавки в этомполупроодниковом СВЧ-устройстве предназначены для подавления высших типовволн, просачивающихся в цель между частями отрезка волновода.Наиболее близким к предлагаемому является выключатель, в котором дроссельные чатель содержит отрезок прямоугольного волновода, состоящий из двух симметричных частей, разделенных в Е-плоскости, между которыми установлена диэлектрическая подложка. На одной стороне диэлектрйческой подложки размещены два участка металлизации, разделенные щелью. Поперек щели установлены полупроводниковые диоды, В широких стенках выполнены прямоугольные дроссельные канавки, которые размещены на расстоянии, меньшем 0,1 Мь, от внутренних поверхностей широких стенок отрезка и в них размещены металлические пластины, толщина которых не превышает 0,052 ь, а ширина - на порядок больше толщины. 1 ил. канавки частично или полностью заполнены поглотителем СВЧ-сигнала, что позволяет обеспечить поглощение СВЧ-сйгнала в режиме развязки в рабочей части полосы волновода;Недостатком известного СВЧ-выключателя является невысокая (менее 29 дБ) развязка, недостаточно широкая (менее 12 О) полоса рабочих частот вследствие близкого расположения между собой диодов, малой длины рабочей части СВЧ-выключателя и недостаточного погонного ослабления паразитных высших типов волн, которое обеспечивается указанными средствами,Целью изобретения является увеличение развязки в широкой полосе частот полупроводникового СВЧ-устройства выключателя.Поставленная цель достигается тем, что в выключателе, содержащем отрезок прямоугольного волновода, который выполнен из двух симметричных частей, разделенных Еплоскостью, между которыми установлена диэлектрическая подложка, на одной стороне которой размещены два участка металлиэации, разделенные щелью с установленными в ней полупроводниковыми диодами, прй этом в широких стенках отрезка прямоугольного волновода выполнены прямоугольные дроссельные канавки, прямоугольнйе дроссельные канавки размещены на расстоянйи, меньшем 0,1 Яь, от вйутренних поверхностей широких стенок отрезкапрямоугольного волновода и в них размещены дополнительно введенные металлические пластины, толщина которых не превышает 0,05 Ль, а ширина на порядок больше их толщины, и которые установлены в области соединения симметричных частей отрезка прямоугольного волновода, где Ль - длина волны в волноводе,Развязка в широкой полосе частот увеличивается вследствие уменьшения просачивания СВЧ-сигнала (высших типов волн) по щелям между частями отрезка волновода в обход основной волноводно-щелевой линии, за счет экранирующего действия металлических пластин, установленных в канавках и расположенных поперек этих щелей,В отличие от прототипа, в котором СВЧсигнал, просачивающийся в щели между частями отрезка волновода, недостаточно рассеивается в поглотителе, в предлагаемом выключателе сигнал эффективно вытесняется в основной волновод, т,е, параэитная связь подавляется, и таким образом достигается повышение развязки, особенно при коротких длинах отрезка волновода, близких к 0,5-1 Яь.Увеличение развязки в широкой полосечастоте достигается также вследствие создания условий нераспространения высших типов волн в широкой полосе частот (до 400 ) по указанным щелям путем близкого (на расстоянии менее 0,1 Ль) расположения к внутренней поверхности волновода канавок с установленными в них металлическими пластинами.Ширина полосы рабочих частот увеличивается по сравнению с прототипом за счет того, что при высоких уровнях развязки эффект поглощения параэитных- высших волн, используемый в прототипе, имеет резонансный характер, в то время как в предлагаемом выключателе используется нерезонансный (широкополосный) эффект отражения паразитных высшихтипов коребаний от.поперечно установленных вщели короткозамыкающих металлических пластин.5 10 На чертеже схематически изображена конструкция предлагаемого выключателя.СВЧ-выключатель содержит отрезок прямоугольного волновода 1, разделенный Е-плоскостью на две равные части, с прямоугольными дроссельными канавками, выполненными симметрично относительно волноводного канала в теле широких стенок волновода. Дроссельные канавки размещены на расстоянии меньшем, чем 0,1 Яь, от внутренней поверхности широких стенокволновода 1, и в них установлены тонкие,менее 0,05 Ль, металлические пластины 2,соединяющие обе части отрезка волновода.15 Между частями отрезка волновода 1 вЕ-плоскости установлена диэлектрическаяподложка 3, с размещенными на ней двумяучастками 4 и 5 металлизации (полоскамищелевой линии), разделенными щелью 6,20 поперек которой включены три р-и диода7, размещенные друг относительно друга нарасстоянии, близком Яь/4, Управляющее напряжение на диоды подают на вывод 8, соединенный с участком 4 металлизации и25 изолированный от волновода диэлектрической пленкой 9, при этом участок 5 металлизации имеет электрический контакт сотрезком волновода, а вывод 8 проходит вразрыв между пластинами 2. На чертеже30 условно не показаны переходы от прямоугольного волновода на волноводно-щелевую линию.СВЧ-выключатель работает следующимобразом.35 В режиме пропускания СВЧ-выключателя при отсутствии прямого тока через р-идиоды 7 СВЧ-сигнал проходит с минимальными потерями. В режиме запирания при. подаче на вывод 8 напряжения прямого сме 40 щения через диоды 7 протекает прямой ток,и щелевая линия шунтируется малым сопротивлением р - 1-п диодов, при этом обеспечивается запирание по СВЧ,Таким образом, увеличение развязки в45 широкой полосе частот в предлагаемом выключателе обеспечивается путем подавления высших типов волн,распространяющихся в диэлектрическойподложке 3 и в щели между частями отрезка50 волновода 1, за счет экранирующего действия тонких металлических пластин 2, соединяющих обе части этого отрезка волноводаи расположенных вблизи внутренней поверхности этого волновода,55 Использование изобретения позволяетповысить воспроизводимость основныхэлектрических характеристик СВЧ-выключателя, в том числе неравномерность в широкой полосе частот потерь и КСВ Н, а также1755340 Составитель Л. ЮнисоТехред М.Моргентал Корректор И. Шулл едактор Е. Копч Тираж Подписное сударственного комитета по изобретениям и Открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 повысить радиогерметичность СВЧ-выключателя,Воспроизводимость основных электрических характеристик повышается за счет уменьшения частотной зависимости проводимости щелей между частями отрезка вопновода путем введения экранирующих металлических пластин, установленных поперек этих щелей вблизи внутренней поверхности волновода, Воспроизводимость основных электрических характеристик повышается таюв за счет повышения точности сборочных операций по совмещению двух частей отрезка волновода и точности установки в волноводе диэлектрической подложки со щелевой линией. Точность совмещения частей отрезка волновода повышается за счет изготовления волноводного канала и канавок в едином технологическом цикле, электроискровьм способом на станке с программным обеспечением. В основном эта точность определяется точностью указанных станков, Точность установки диэлектрической подложки со щелевой линией между частями отрезка волновода повышается за счет высокой точности выполнения посадочного. места для этой йодложки, задаваемого канавками и соединяющими металлическими .пластинами,Радиогерметичность повышается за счет уменьшения просачивания СВЧ-сигнала по щели между частями отрезка волновода путем установки экранирующих металлических пластин,Экспериментальные исследованияСВЧ-выключателя показали, что в нем достигается большее, чем у прототипа, значение развязки при равном количестве р-и5 диодов. В частности, при использовании 3-хдиодов развязка составляет 40 дБ во всейполосе волновода, в то время как в известной конструкции достижение развязки 29дБ в полосе более 12 получить не пред 10 ставлялось возможным.формула изобретенияВыключатель, содержащий отрезокпрямоугольного волновода, которйй выполнен иэ двух симметричных частей, разде 15 ленных Е-плоскостью, между которымиустановлена диэлектрическая подложка, на":одной стороне которой размещены двз уча- .:стка металлизации, разделенных щелью сустановленными в ней полупроводниковы 20 ми диодами, при этом в широких стенкахотрезка прямоугольного волновода выполнены прямоугольные дросселъные канавки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения развязки в широкой полосе час 25 тот, прямоугольные дроссельмые канавкиразмещены на расстоянии, меньшем 0,12 ь,от внутренних поверхностей широких стенок отрезка прямоугольного волновода и вних раэмещейы дополнительно введенные30 металлические пластйны, тоацинз оторыхне превышает 0,05 Зь, а ширина нз порядокбольше их толщины, и которые установленыв области соединения симметричныйчастей