Аттенюатор

(я)5 Н 01 Р 1/22 ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ дйр . г:,Ы 1 Г 2 с 32 с2 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский энергетический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССРЬ 1566427, кл. Н 01 Р 1/22, 1988.2. Заявка Японии Ф 63-72201,кл. Н 01 Р 1/22, 1988.(57) Использование: изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и можетбыть использовано в качестве аттенюатора, Сущность изобретения: аттенюатор, содержащий первый, второй, третий и четвертый четвертьволновые отрезки линия передачи 1-4, причем между входом ивыходом включен отрезок 1, к концам кото.рого одними электродами подключены полупроводниковые диоды 5, 6, другие электроды диодов соединены с отрезками 2,Изобретение относится к радиоэлектронике и СВЧ и может быть использовано для регулирования уровня мощности,Целью изобретения является повышение допустимой входной мощности аттенюатора.Поставленная цель достигается тем, что в аттенюатор, содержащий четыре четверть- волновых отрезка линий передачи, причем между в ходом и выходом аттенюатора включен первый отрезок, к концам которого одними электродами подключены два полуЖ щ 1818644 А 1 3 соответственно, а другие концы отрезков 2, 3 подключены к концам отрезка 4. Для повышения допустимой мощности введены резисторы 7, 8, подключенные одними выводами к концам отрезка 4, а другими - к общей шине. При этом волновые сопротивления отрезков 2, 3 и сопротивления резисторов 7, 8 выбраны из приведенных соотношений. При нулевом или обратном смещении диоды 5, 6 находятся в высокоимпедансном состоянии, и аттенюатор вносит в тракт малые потери. При подаче на диоды 5, 6 постоянного тока прямого. смещения импедансы диодов 5, 6 снижаются. По мере увеличения тока вносимое ослабление аттенюатора возрастает вплоть до максимального значения, при этом аттенюатор работает в режиме согласования по входу и выходу. Повышение допустимой входной мощности аттенюатора достигается за счет снижения мощностей, рассеиваемых в диодах 5, 6. 2 ил. 00, Сь проводниковых диода, другие электроды, 4 диодов соединены со вторыми отрезками, а Фь свободные концы этих отрезков подключены к концам третьего отрезка, введены два резистора, включенные на концах третьего отрезка, причем свободные выводы резисторов соединены с общей шиной, а волйо. вое сопротивление 2 с 2 вторых отрезков и сопротивление В резисторов выбраны из соотношений:2 вх А 2 с 2 2 2 сз 2 д + 2 сз 2 с 2 2 сз Й 2 с 2 55 где 2 с - импеданс любого из диодов 5, 6.Для обеспечения согласования необходимо, чтобы выполнялось условие 2 вх = 2 с, с учетом которого иэ соотношения (3) после где 2 с, 2 сз - волновые сопротивления первого и третьего отрезков линий соответственно, Рвх - заданная величина максимальной мощности аттенюатора, Ррэс - допустимая рассеиваемая мощность для полупроводникового диода.Величину волнового сопротивления третьего отрезка 2 сз следует выбирать по возможности меньшей для увеличения широкополосности предлагаемого аттенюатора.На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема аттенюатора; на фиг,2 - пример практической реализации аттенюатора в микрополосковом исполнении,Аттенюатор содержит первый отрезок линии передачи 1, вторые отрезки 2, 3, тре тий отрезок 4, полупроводниковые диоды 5, 6, резисторы 7, 8 диэлектрическую подложку 9, четвертьволновые отрезки линий 10- 14, отрезок линии 15, контактные площадки 16, 17, металлизированное отверстие 18 в 25 подложке.Устройство работает следующим образом; При нулевом или обратном смещении на диодах 5, 6 они находятся в высокоомном состоянии, и, благодаря малой емкости ди одов, отрезки линий 2, практически отключены от отрезка передачи 1. СВЧ-сигнал с малыми потерями проходит со входа на выход аттенюатора, При подаче на каждый из диодов 5, 6 постоянного тока прямого сме щения 1 о импедансы диодов снижаются, оставаясь при этом одинаковыми, По мере увеличения тока 10 ослабление, вносимое аттенюатором в СВЧ-тракт, возрастает вплоть до максимального значения.Покажем, при каких значениях параметров элементов заявляемый аттенюатор работает в режиме согласования. Входное сопротивление 2 вх аттенюатора может быть записано в виде:45где Рвх - мощность на входе аттенюатора, Йд - действительная часть импеданса диода 2 д. При достаточно больших значениях ослабления аттенюатора, когда импеданс диодов невелик, возможно положить: 2 д =Йд Доля рассеиваемой в диоде мощности по отношению к входной мощности апенюатора максимальна при условии: 2 с (1 + 2 сз )2 й(6) Подставляя значение Йд из (6) в (4) и учитывая соотношение (5), получаем выражение для определения максимального значения рассеиваемой в диоде мощности: 1, Рвх 2 1 + 2 сз/Й Из соотношения (7) вытекает формула (2) для определения требуемой величины сопротивления Й резисторов 7, 8. При уменьшении сопротивления Й рассеиваемые в диодах 5, 6 мощности, в соответствии с (7), снижаются, что позволяет повысить допустимую входную мощность аттенюатора,Аттенюатор реализован в микрополосковом исполнении на диэлектрической подложке 9 из поликора толщиной 1 мм. Отрезки линии передачи 1, 2, 3, 4 имеют длину, равную четверти длины волны на рабочей частоте 13,2 ГГц. Волновое сопротивление отрезков линий 1,4 составляет 50 несложных преобразований получается выражение (1). Следовательно, заявляемый аттенюатор согласован по входу и, в силу симметрии принципиальной схемы, по выходу, если волновое сопротивление отрезков линий 2, 3 определено по формуле (1). Таким образом, аттенюатор работает в режиме согласования при любых значениях сопротивлений Й резисторов 7, 8 и при всех величинах импедансов диодов 2 д, то есть во всем диапазоне вносимых ослаблений.Введение резисторов 7,8 позволяет повысить допустимую рассеиваемую мощность аттенюатора за счет снижения доли входной мощности, рассеиваемой в диодах 5, 6. Значения мощностей, рассеиваемых в каждом из диодов 5, 6, одинаковы и оп ределяется по формуле:Ом, а отрезков 2,3-35 Ом. На краях отрезка 1 подключены одноименными электродами идентичные р 1 п-диоды 5, 6 типа 2 А 517 А. Резисторы 7, 8 выполнены в виде прямоугольных областей подслоя с высоким удельным сопротивлением. Четвертьволновые шлейфы 12, 13 с низким волновым сопротивлением служат для заземления свободных выводов резисторов 7, 8 по СВЧ-току. Четвертьволновый шлейф 10 с высоким волновым сопротивлением и контактная площадка 17 с металлизированным отверстием 18 предназначены для соединения отрезка 1 с заземляющим основанием по постоянному току. Четвертьволновые шлейфы с высоким 11 и низким 14 волновым сопротивлением образуют ФНЧ и вместе с отрезком линии 15 и контактной площадкой 16 служат для подачи управляющего тока прямого смещения на диоды 5,6. Таким образом, заявляемый аттенюатор обеспечивает достижение технико-экономического эффекта, связанного с повышением допустимой входной мощности.20 ГЕН 2 Е - волновое сопротивление первогоотрезка;Еа - волновое сопротивление вторыхотрезков;Ъз - волновое сопротивление третьегоотрезка. Формула изобретения Аттенюатор, содержащий первый, второй, третий и четвертый отрезки линий передачи четвертьволновой длины, при этом к 5 концам первого отрезка, которые являютсявходом и выходом аттенюатора, одними электродами.йодключены полупроводниковые диоды, другие электроды которых соединены с одними концами вторых отрезков, 10 а другие их концы подключены к концамтретьего отрезка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения допустимой входной мощности, введены два резистора, которые включены между концами третьего 15 отрезка и общей шиной, а волновое сопротивление вторых отрезков выбрано иэ соот- ношений1818644Составитель Р. Прохоров едактор Техред М. Моргентал Корректокарь каз 1939 Тираж. Подписное 8 НИИЙИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагари