Электрически управляемый аттенюатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистическРЕСПУБЛИК с 11 Н 0 РЕТЕН тротехнический инПерлиньство СССР/22, 1991,ВЛЯЕМЫЙ АТ тся к техникеуправочастотных колебаиспользовано для У Дх ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относиления мощностью высоний и может быть 1775765 А регулирования мощности СВЧ-сигналов. Целью изобретения является увеличение вносимого ослабления при сохранении согласования в широкой полосе частот, Аттенюатор содержит р-и-диоды 1, 2, 3, 4, 5, четвертьволновые отрезки линий передач 6;7, 8, резисторы 9, 10, блокировочные конденсаторы 11, 12, 14, 15, линию передачи 13. К точке соединения первого и второго р+пдиодов подключен одним концом третий четвертьволновый отрезок, волновое сопротивление которого выбрано равным 1,25 р, который через р+и диод 5 подключен к общей шине, что обеспечивает согла-сование в широком диапазоне изменения ослабления. 1 з,п. ф-лы, 1 ил.Предлагаемое изобретение относится к технике упрэвлеия мощностью высокочастотных колебаний и может быть использовано для ресулирования амплитуды сигналов, передаваемых по СВЧ тракту,Аттенюаторы, применяемые в современной технике СВЧ чаще всего выполняются на ри-диодах и регулировка вносимого ослабления достигается за счет изменения управляющих токов через диоды, В настоящее время стоит задача создания хорошо согласованных аттенюаторов, имеющих большой динамический диапазон изменения вносимого ослабления и малую неравномерность частотных характеристик как по КСВ, так и по вносимому ослаблению.Известен СВЧ аттенюатор, в котором два рЧ-и-диода включены встречно-последовательно между входом и выходом, а согласующий р-и-диод подключен через четвертьволновой трансформатор к точке соединения первых двух диодов, При этом управляющий ток через согласующий р+идиод имеет в два раза большую величину чем в последовательных диодах, Это устройство имеет высокое качество согласования, отличается простотой схемы управления, однако за счет емкостей диодов, включенных между входом и выходом, в дециметровом диапазоне длин волн имеет ограниченную величину максимального вносимого ослабления. Кроме того, за счет низкого значения волнового сопротивления четвертьволнового трансформатора (из условия идеального согласования на центральной частоте оно должно быть равно рМ 2, где р. волновое сопротивление тракта СВЧ) высокое качество согласования будет обеспечено в ограниченной полосе частот.Известен также СВЧ аттенюатор, содержащий два звена, каждое из которых выполнено на основе четвертьволнового отрезка линии передачи, к концам которого подключены четвертьволновые шлейфы, нагруженные на рЧ-и-диоды и резисторы,Рассматриваемый аттенюатор отличается высоким качеством согласования. Однако он не позволяет получить большого вносимого ослабления, поскольку четыре р-л-диода по цепи СВЧ-сигнала зашунтированы резисторами, При отсутствии управляющего тока только один средний цлейф с нешунтированным ри-диодом будет препятствовать прохождению сигнала со входа на выход В этом случае практически не реализуется вносимое ослабление белес; 25 дЪ. экого динами еского диапазона сля сов ременных С 1 устроиств окан ваСЛ с ДОСта; нЛгисываемое- 2+2,25 гагде 2. - - нормированный к1+/вСВволновому сопротивлению тракта СВЧ импеданс р+п-диода;гэ = В/ р - нормированное активное 30 сопротивление рЧ-и-диода СВЧ сигналу;В- активное сопротивление р+п-диода СВЧ-сигналу;р - волновое сопротивление трактаСВЧ;35 С - емкость р+и-диода;4- частота СВЧ.сигнала.Анализ соотношения (1) показывает,что при больших вносимых ослаблениях,когда Вэ-ф оо выражение для коэффициента 40 передачи принимает вид: 45 Для эффективного управления, т.е. дляполучения достаточного динамического диапазона регулирования (более 25 дБ) необходимо выполнить условие в Сэр ( ( 1. В этом случае соотношение (2) может быть уп- рощено и Сая 2(3) 55 Заметим, что соотношение (3) являетсяасимптотическим пределом максимального вносимого ослабления (минимум Т), которое определяется значением сс и величиной ем.кости диода С 1, 1 аким образом из выражеустройство также имеет большие габариты зэ счет наличия б четвертьволновых шлейфов, что также приводит к сужению полосы рабочих частот.5 Кроме того, известен электрически управляемый аттенюатор, являющийся прототипом предлагаемого изобретения, содержащий П-образное звено, в последовательном плече которого включено встреч но-последовательно два рЧ-п-диода, одиниз которых через конденсатор зашунтирован резистором, а в параллельном плече последовательно включены и+п-диод, етвертьволновый отрезок линии передачи и 15 постоянный резистор.Учитывая трансформирующие свойствачетвертьволновых отрезков длинных линий, нетрудно показать, что коэффициент передачи данного аттенюатора описывается со отношением5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ния (3) следует, что получение минимальной величины Т, т.е. наибопьшего вносимого ослабления.ограничивается конечной величиной собственной емкости р-п-диода С.Из формулы 3, также видно, что модуль коэффициента передачи /Т/ при В- со линейно зависит от частоты, что вызывает большую неравномерность частотных характеристик.Целью предлагаемого изобретения является увеличение вносимого ослабления при сохранении согласования в широкой полосе частот, Кроме того, предлагаемый аттенюатор отличается простотой схемы управления, отсутствием блокировочных дросселей и может быть использован в различных СВЧ трактах метрового и дециметрового диапазона,Поставленная цель достигается тем, что в известный электрически управляемый аттенюатор, содержащий первый и второй р-п-диоды, включенные встречно-последовательно в линию передачи, и первый и второй четвертьволновые отрезки, одними концами подключенные к одному электроду третьего или четвертого р+п-диода, соответственно, а другими через резисторы подсоединены к другим электродам первого и второго р-п-диодов, соответственно, при этом первый, второй, третий, четвертый р- и-диоды подключены униполярно к источнику управления, к точке оединения первого и второго р-и-диодов подключен одним концом введенный третий четвертьволновой отрезо, волновое соп отивление которого выбрано равным 1,25 р и который другим концом через веденный пятый р+идиод подключен к общей шине, другие электроды третьего и четвертого р-и-диодов соединены через введенные блокирующие конденсаторы с общей шиной, при этом пятый р+и-диод включен униполярно с первым, вторым, третьим, четвертым р+и-диодами по управлению, где р - волновое сопротивление линии пеоедачи,На фиг,1 изображена принципиальная схема предлагаемого электрически управляемого аттенюатора. Предлагаемый СВЧ аттенюатор содержит р-и-диодь 1, 2. 3, 4, 5, четвертьволновые отрезки пиний передачи б, 7, 8, резисторы 9, 10, бпокировочные конденсаторы 11, 12, 14. 15, линию передачи 13,Р-и-диодь 1, 2 включены встречно-последовательно в линию передачи 13, начало которой является входом т ген юатора, а конец - соотвюсвео в,х дрк, 1.;о" четвертьволновой от 1 ез 6 р 1- дд,конденсатор 11 соедиеь поспедовлгеп но и вклю ень между и кой гоедив. р-и-диода 1 с линией пере,вч 13 и обц, шиной, Резистор 10, четвертьвопновой о резок 7, р+и-диод 4 и блокирово пый ксп денсатор 12 соединены последовательновключены между точкой соеди нения ри- диода 2 с линией передачи 13 и общей ши ной. Четвертьволновой отрезок 8 с волновым сопротивлением 1,25 р и р-и- диод 5 соединены последовательно и включены между точкой соединения р-и-диодов 1 и 2 и общей шиной. Незаземленные об кладки блокировочных конденсаторов 11, 12 соединены между собой и подключены к источнику управляющего тока, по отношению к которому р+и-диоды 1, 2, 3, 4, 5 включены униполярно, Блокировочные конденсаторы 14. 15 включены соответственно между входом аттенюатора и началом линии передачи 13 и между выходом аттенюатора и концом линии передачи 13 Формула изобретения Электрически управляемый аттенюатор, содержащий первый и второй р-и-диоды, включенные. встречно последовательно в линию передачи и первый и второй четвертьволновые отрезки, одними концами подключенные к одному электроду третьего или четвертого р-и-диода соответственно, а другими через резисторы подсоединены к другим электродам первого и второго р+п-диодов соответственно, при этом первый, второй, третий, четвертый р 1. и-диоды подключены униполярно к источнику управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения вносимс.го ослабления при сохранении согласования в широкой полосе частот, к точке соединения первого и второго р-и-диодов подключен одним концом введенный третий четвертьволновый отрезок, волновое сопротивление кото,/рого выбрано равным1,25 р 1 р - волновое сопротивление линии передачи) и который другим концом через введенный пятый р- и-диод подключен к общеи шине, другие электроды третьего и четвертоо р-п-дио. дов соединены через введенн с блокирующие конденсаторы с об и илй, при этсм пятый р-и-диод включ. уи:;и;.прно с пер. вым, вторым, третьим чет .р,р+п-дио. дами по управлению