Ограничитель Советский патент 1992 года по МПК H01P1/15 

Изобретение относится к СВЧ-тех- нике, в частности к разработке самоуправляемых твердотельных устройств, .предназначенных для защиты чувствительных входных элементов СВЧ-приемников.

Известны самоуправляемые квазиактивные ограничители, содержащие отрезок линии передачи, включенный в него переключательный pin-диод, элемент связи и подключенный к нему детекторный диод, соединенный с переключательным диодом последовательно по постоянному току. Недостатком подобных устройств является низкая развязка в режиме запирания.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является самоуправляемый ограничитель содержащий отрезок линии передачи,

элемент связи, подключенный к нему детекторный диод и два переключательных pin-диода, включенные каскадчо в линию передачи. Переключательные диоды соединены с детекторным диодом по цепи постоянного тока.

Недостатком прототипа и аналога является значительный пик просачивающейся мощности на фронте входного импульса, связанный со сравнительно длительным процессом снижения импеданса pin-диода при подаче прямого смещения,

Целью изобретения является снижение пика просачивающейся мощности на выходе ограничителя.

Поставленная цель достигается тем, что в ограничителеj содержащем отрезок линии передачи, в котором периодически и параллельно включены

J

со j ел чг

со

детекторный диод, а также первый и второй переключающие элементы, которые находятся друг от друга на рас, стоянии /, при этом первый электрод детекорного диода подключен к отрезку линии передачи через элемент связи, а второй электрод - к общей шине, а первый переключающий элемент является pin-диодом, второй переключающий элемент выбран полевым транзистором, при этом второй электрод pin-диода и сток подключены к отрезку линии передачи, исток подключен к общей шине, первый электрод pin-диода подключен к источнику питания, а первый электрод детекторного диода соединен с затвором.

На фиг.1 представлен пример технической реализации предложенного уст- ройства на фиг. 2 приведена эквивалентная схема ограничителя.

На диэлектрчиеской подложке 1 с нижним металлизированным основанием (фиг.1) размещен отрезок микрополос- ковой линии передачи 2. Переключательный диод 3 подключен положительным электродом к отрезку 2, отрицательный электрод по СВЧ-току заземлен с помощью низкоомного шлейфа , Элемент связи емкостного типа 5 соединен с детекторным диодом 6, который по постоянному току связан с затвором полевого транзистора 7 четвертьволновым отрезком высокоомной линии 8. По СВЧ-току затвор заземлен с помощью низкоомного шлейфа 9. Сток транзистора соединен с отрезком линии передачи 2 в точке, удаленной от сечения включения переключательного диода 3 на расстояние в четверть длины волны Д в линии. Выводы истокам - соединены с контактными площадками 10, 11, свя заиными с нижней металлизированной поверхностью подложки общей шиной с помощью сквозных металлизированных отверстий 12. Источник питания 13 включен между отрицательным выводом переключательного диода 3 и контактной площадкой It.

Принцип работы устройства может быть пояснен с помощью эквивалентной схемы,где изображены наиболее важные элементы.

На низком уровне мощности (в режиме приема) переключательный лиод 3 находится в состоянии с высоким импедансом. Элемент связи 5 ответвляет из, линии 2 небольшую часть

$

5

0

5

0

5

C

СВЧ-мощности, величина которой в этом режиме оказывается ниже порога детектирования диода 6. Полевой транзистор 7, работающий на обогащение, закрыт и имеет высокий выходной импеданс, определяемый малой емкостью сток-исток. Шунтирующее действие переключательного диода и транзистора незначительно, входной сигнал с малыми потерями проходит на выход ограничителя.

Когда входная мощность достигает порогового значения, диод 6 .начинает детектировать. Возникающее на нем постоянное напряжение подается, на затвор полевого транзистора, который открывается. Ток от источника питания 13 протекает через открытый транзистор и переключательный диол 3, который в результате этого переходит в низкоимпедансное состояние. При этом происходит увеличение развязки, вносимой переключательным диодом и транзистором, и ограничение СВЧ-мощности, проходящей на выход . устройства. Таким образом, транзистор совмещает функцию усиления выпрямленного сигнала и питания током смещения переключательного диода с функцией второго каскада ограничителя СВЧ-мощности. Включение транзистора на расстоянии }/ от переключательного диода обеспечивает максимальную развязку в режиме высокого уровня мощности. Время открывания транзистора значительно меньше, чем время снижения импеданса переключательного диода, так как открывание транзистора не связано с процессом накопления неосновных носителей заряда. Открывание переключательного диода в предлагаемом устройстве также значительно ускоряется , благодаря усилений выпрямленного CHI- нала детектора с помощью транзистора. В результате этого быстродействие ограничителя повышается и резко снижается пик просачивающейся мощности на фронте входного импульса.

Переключатели на СВЧ-полевых транзисторах характеризуются более высоким быстродействием, но меньшей рабочей мощностью, чем переключатели- на pin-диодах. Использование транзистора во втором каскаде ограничителя и мощного переключательного диода в первом каскаде позволяет добиться наилучшего распределения электрической нагрузки между приборами, улучшается качество защиты и расширяет динамический диапазон устройства. Указанный полезный эффект достигается одновременно с повышением быстродействия без ухудшения других параметров устройства.

Формула изобретения

Ограничитель, содержащий отрезок линии передачи, в котором периодически и параллельно включены детекторный диод, а также первый и второй переключающие элементы, которые находятся друг от друга на четверть

737573

волновом расстоянии, первый эЛсктрпд

детекторного диода подключен к отрезку линии передачи через элемент спя- j зи, второй электрод - к общей шине, а первый переключающий элемент является pin-диодом, отличающийся тем, что, с целью снижении пика просачивающейся мощности, вто10 рой переключательный элемент выбран полевым транзистором, при этом второй электрод pin-диода и сток подключены к отрезку линии передачи, исток подключен -к общей шине, первый электрод

15 pin-диода подключен к источнику питания, а первый электрод детекторного диода соединен с затвором.

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для защиты входных устройств СВЧ-приемников. Цель изобретения - снижение пика просачивающейся мощности. При низком уровне мощности, проходящей по отрезку 2, потери минимальны. При повышении уровня мощности выше порогового отпирается детекторный диод 6, выпрям- ленным током которого отпирается полевой транзистор 7, ток полевого транзистора 7 отпирает pin-диод З. При этом ограничитель имеет максимальную развязку. Высокая чувствительность нормально запертого полевого транзистора 7 обеспечивает снижение пика просачивающейся мощности. 2 ил.

5-77//////,

ъ

23

777/////////,

I

W///////7/A

&гФиг.1

А

7///////Z /я /о

ТУ

-4

Ши.2

/з