СВЧ-ограничитель Советский патент 1992 года по МПК H01P1/15 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для защиты приемных устройств.

Известны диодные ограничители, в которых p-l-n-диоды установлены с помощью стержневых держателей в прямоугольном волноводе.

Такие ограничители работают в узкой полосе частот, обладают большими габаритами и весом.

Известны коаксиальные квазиактивные ограничители, в которых ограничительный диод помещается между внешним и внутренним проводниками коаксиала.

Ограничители такого типа также характеризуются сравнительно большими габаритами и весом.

Наиболее близким к предлагаемому является СВЧ-ограничитель, содержащий микрополосковую линию передачи, в которую параллельно (между микрополоском и

металлизированным основанием) и разно- полярно включены два гальванически соединенных p-i-n-диода и два разделительных конденсатора, расположенные на входе и выходе линии.

Такие ограничители обладают малыми габаритами и весом, но характеризуется сравнительно высоким уровнем просачивающейся мощности.

Цель изобретения -уменьшение уровня просачивающейся мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в СВЧ-ограничителе, содержащем отрезок микрополосковой линии передачи, к концам полоскового проводника которого подключены разделительные конденсаторы, а между ними к полосковому проводнику на четвертьволновом расстоянии один от другого одними своими электродами разнополярно подключены первый и второй p-i- n-диоды, при этом другой электрод перч

GJ О

-N О

о

вого p-i-n-диода гальванически соединен с металлизированным основанием, другой электрод второго p-i-n-диода соединен введенными проводниками с двумя дополнительно введенными металлическими площадками, которые расположены по обе стороны от полоскового проводника и гальванически соединены с металлизированным основанием. С помощью такой конструкции ограничителя достигается су- щественное уменьшение уровня просачивающейся мощности. Обнаруженный эффект связан с тем, что эквивалентные схемы и импедансы диодов в совокупности с электродинамическими системами, в которых они расположены, оказываются, несмотря на идентичность диодов, существенно различными. Следствием этого с увеличением уровня СВЧ-мощности оказываются частично перекрывающимися области скачкообразного перехода импедансов каждого из диодов в новое состояние при воздействии на них высокого уровня СВЧ-мощности, в результате чего резко уменьшается УПГШРНЬ просачивающегося СВЧ-мощности.

Различие в эквивалентных схемах двух нелинейных колебательных контуров, в состав которых входят диоды ограничителя, связано с тем, что каждый из диодов в предлагаемом устройстве находится в существенно различной электродинамической системе. При этом диоды остаются в условиях, когда они эффективно взаимодействуют с полем СВЧ. В частности, усилению взаимодействия СВЧ-поля с диодом, расположенным на микрополоске, способствует соединение одного из его электродов с дополнительно введенными металлическими площадками, расположенными по обе стороны от микрополоска и гальванически сое- диненными с металлизированным основанием. Этот вывод сделан в результате проведенных экспериментальных исследований.

На фиг.1 представлена принципиальная схема ограничителя; на фиг.2 - тополо- гия включения одного из диодов в схему.

СВЧ-ограничитель содержит отрезок микрополосковой линии 1 передачи, один конец которой является входом, а другой - выходом ограничителя, два p-i-n-диода 2 и 3, включенные параллельно и разнополяр- но. При этом рЧ-п-диод 2 включен через входной Ci и выходной С2 конденсаторы между микрополоском 4 и металлизированным основанием линии 1 (з и Ы входная и выходная индуктивности диода 2} и p-i-n- диод 3 расположен одним электродом на микрополоске 4, и другой электрод соединен двумя проводниками 5 и 6 (например, золотая проволока) с металлическими площадками 7 и 8, расположенными по обе стороны от микрополоска и гальванически соединенными с металлизированным основанием линии ( и индуктивности соединительных проводников).

СВЧ-ограничитель работает следующим образом.

При уровнях входной мощности СВЧ- излучения, меньших некоторого порогового значения, диоды 2 и 3 практически не шунтируют линию 1 передачи и излучение поступает на выход ограничителя практически без потерь. При мощности, превышающей пороговое значение, диоды 2 и 3 скачком переходят в состояние, характеризуемое высокой проводимостью. В этом состоянии значительная часть мощности отражается от входа ограничителя и на его выход просачивается незначительная часть подводимой к ограничителю мощности. Меньшая величина просачивающейся мощности у предлагаемого, ограничителя по сравнению с известными объясняется тем, что в характеристике образующейся нелинейной двух- контурной системы устойчивое фазовое состояние в режиме высокого уровня мощности характеризуется меньшими значениями амплитуды колебаний,

Реализация предлагаемого ограничителя позволяет на частоте 1 ГГц при использовании диодов типа 2А550А-5 обеспечить уменьшение просачивающейся мощности на 23 дБ, в то время как типичное значение этого параметра в известном ограничителе на такого же типа диодах и на той же частоте составляет 13-16 дБ.

Формула изобретения СВЧ-ограничитель, содержащий отрезок микрополосковой линии передачи, к концам полоскового проводника которого подключены разделительные конденсаторы, а между ними к полосковому проводнику на четвертьволновом расстоянии один от другого одними своими электродами разно- полярно подключены первый и второй рЧ- n-диоды, при этом другой электрод первого p-i-n-диода гальванически соединен с металлизированным основанием, отличающийся тем, что, с целью уменьшения просачивающейся мощности, другой электрод второго p-i-n-диода соединен введенными проводниками с двумя дополнительно введенными металлическими площадками, которые расположены по обе стороны от полоскового проводника и гальванически соединены с металлизированным основанием.

с,

Использование: для защиты приемных устройств. Сущность изобретения: в отрезок микрополосковой линии передачи на четвертьволновом расстоянии один от другого разнополярно подключены первый и второй p-i-n-диоды, при этом второй p-i-n- диод одним из электродов соединен двумя проводниками с двумя металлическими площадками, расположенными по обе стороны от полоскового проводника и гальванически соединенными с металлизированным основанием. 2 ил.

Фиг. 2