СВЧ-выключатель Советский патент 1992 года по МПК H01P1/15 H01P1/22 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для управления уровнем мощности в СВЧ-трактах.

Известен СВЧ-выключатель, используемый для управления уровнем мощности.

СВЧ-выключатль содержит диэлектрическую подложку с металлизацией на одной ее стороне и сквозным отверстием, и первой, и второй металлическими полосками.

расположенными на другой ее стороне. Первые концы первой и второй металлических полосок расположены на одной оси у концов диаметра сквозного отверстия.

Недостатком СВЧ-выключателя является высокая чувствительность характеристик к нагрузке, малая развязка между входами и рассогласованные входы.

Известен также СВЧ-выключатель, взятый за прототип,

СВЧ-выключатель содержит диэлектрическую подложку с металлизацией на одной ее стороне и двумя сквозными отверстиями, в которых установлены переключательные диоды, аноды которых соединены с металлизацией, а катоды - с первым и вторыми концами четвертьволнового металлического полоска на другой стороне диэлектрической подложки.

Недостатком прототипа является высокая чувствительность к изменению параметров нагрузкиГ малая развязка между входами при изготовлении в малых габаритах, рассогласованные входы,

Целью изобретения является снижение чувствительности к изменению параметров нагрузки, увеличение развязки между входами при изготовлении в малыхтабаритах и согласованных входах

Поставленная цель достигается тем, что в СВЧ-выключатель, содержащий диэлектрическую подложку с металлизацией на одной ее стороне и сквозным отверстием, в котором расположен первый бескорпусной pin-диод, катод и анод которого соединены, соответственно, с металлизацией и с серединой ленточного проводника, первый конец которого соединен с первым концом первого металлического полоска, установленного на другой стороне диэлектрической подложки, к второму концу которого подключен анод второго бескорпусного pln-дм- ода, дополнительно вв еденё вто р8я и третья металлические полоски, первый, второй и третий пленочные резисторы, первая, вторая, третья и четвертая контактные полоски емкостной полосковый элемент, установленные на другой стороне диэлектрической подложки, третий и четвертый бескорпусные pin-диоды, установленные катодами на первую и вторую контактные полоски, аноды которых соединены, соответственно, с первыми вторым концами второго металлического полоска, являющегося выходом переключателя,катод второго бескорпусного pin-диода установлен на третьей контактной полске, соединенной через второй пленочный резистор с кромкой емкостного полоскового элемента, противолежащая кромка которого соединена с первым пленочным резистором, к середине емкостною полоскового .Элемента подсоединен один конец третьей металлической полоски, другой конец которой соединен с металлизиро- ванной стороной диэлектрической подложки, к которой подключена четвертая контактная подлоска, соединенная с третьим пленочным резистором, при этом, первая и вторая металлические полоски и емкосгнои полосковый элемент образуют

фильтр низкой частоты, граничная частота которого - frp удовлетворяет условию ,8fpa6, где fpa6 - нижняя частота рабочей полосы частот.

Снижение чувствительности к изменению параметров обусловлено обеспечением согласования входов в обоих режимах и при переходном режиме за счет использования совокупности отличительных призна0 ков, обеспечивающих поглощение электромагнитных волн, отраженных как от первого бескорпусного pin-диода, так и от рассогласованной нагрузки.

Увеличение вносимого затухания обес5 печивается тем, что вторая и третья контактные полоски и емкостной полосковый элемент образуют фильтр низкой частоты с frpaH fpa6 нижн.0,8. Противофазность путей обеспечивается полуволновой суммарной

0 длиной первой и второй металлической полосок с первым и третьим бескорпусными pin-диодами и фазовой задержкой ФНЧ.

На чертеже представлена топология СВЧ-выключателя

5 СВЧ-выключатель содержит11 -диэлектрическая подложка, 2 - металлизация, 3 - сквозное отерстие, 4 - основание диода, 5, 6, 7, 8 - первый, второй, третий и четвертый бескорпусные pin-диоды, 9 - ленточный

0 проводник, 10, 11, 12 - первый, второй и третий проводники, 13,14-первый и второй металлические полоски, 15, 16,17, 18-первая, вторая, третья и четвертая контактные полоски, 19,20,21- первый, второй и третий

5 пленочные резисторы, 22 - емкостной полосковый элемент, 23 - третий металлический полосок,

СВЧ-выключатель имеет режим Открыто и Закрыто, в которых работает следу0 ющим образом.

Режим Открыто.

Первый, второй, третий и четвертый бескорпусные pin-диоды обесточены. СВЧ- Волна поступает на второй конец первого

5 металлического полоска 13, образующего с диэлектрической подложкой 1 и металлизацией 2 микрополосковую линию и передается на его первый конец, с которого через фильтр низкой частоты, образованный лен0 точным проводником и переходом открытого первого бескорпусного pin-диода 5, проходит на первый конец второго металлического полоска 14 и поступает на его второй конец, служащий выходом

5 СВЧ-выключателя. СВЧ-выключатель обладает минимальными потерями и хорошим КСВН, т.к. на пути электромагнитной волны отсутствуют значительные неоднородно сти. Вносимые потери определяются потерями в отрезках микрополосковой линии.

образованной первым и вторым металлическими полосками 13, 14 и потерями в уголках и ФНЧ с первым бескорпусным pin-диодом 5. Волновое сопротивление мик- рополосковой линуй выбирается равным волновому сопротивлению входных отрезков линии передач йГ

Режим Закрыто.

Через первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 бескорпусные pin-диоды пропускается ток. Первый бескорпусной р-п-диод 5 шунтирует первые концы, соответственно, первой и второй металлических полосок 13, 14, т.к. электрические длины первой и второй металлических полосок 13 и 14, с учетом реактивных параметров первого бескорпусного pin-диода 5 и пленочного проводника 9 приближенно равны 90°, то в местах подключения пленочных резисторов 18, 20 с помощью второго и четвертого бескорпусных pin-диодов б, 8 и второго и третьего проводников 11, 12 имеет место пучность напряженности электрического поля и энергии электромагнитного поля отражается от первого бескорпусного р п-диода 5 и поглощается в первом и втором пленочных резисторах 19, 20. Просочившаяся на выход часть этой энергии электромагнитного поля компенсируется частью энергии электромагнитного поля, прошедшей на выход устройства через фильтр низкой частоты, образованный второй и третьей контактными полосками 16, 17 и емкостным полоско- вым элементом 22,

Согласование обеспечивается тем, что сопротивление пленочных резисторов 19, 20, подключенных к входам, выбирается равным волновому сопротивлению линии передачи Zo.

Третий пленочный резистор выбран R3 2Zo для обеспечения согласования в динамическом диапазоне изменения ослабления.

Проведенные экспериментальные исследования двух образцов показали следующие результаты: КСВН входов во всех режимах не более 1,5; начальное ослабление не более 1 дБ, максимальное вносимое ослабление не менее 30 дБ в октавной полосе рабочих частот.

Чувствительность параметров к изменению нагрузки при максимальном ослаблении снижена на 20% за счет поглощения отражений от нагрузки в первом и втором

пленочных резисторах 19, 20 и использования П-образного ФНЧ.

Формула изобретения 5СВЧ-выключатель, содержащий металлизированную с одной стороны диэлектрическую подложку со сквозным отверстием, в котором установлен первый бескорпусной pin-диод, соединенный катодом с металли0 зацией, а анодом - с серединой ленточного проводника, первый конец которого соединен с первым концом расположенного на другой стороне диэлектрической подложки первого металлического полоска, второй ко5 нец которого является входом выключателя и подключен к аноду второго бескорпусного pin-диода, отличающийся тем, что, с целью снижения чувствительности к изменению параметров нагрузки и увеличения

0 развязки, введены и расположены на другой стороне диэлектрической подложки вторая и третья металлические полоски, первый, второй и третий пленочные резисторы, первая, вторая, третья и четвертая контактные

5 полоски и емкостный полосковый элемент, а также третий и четвертый бескорпусные pin-диоды, катоды которых установлены соответственно на первой и второй контактных полосках, соединенных соответственно

0 с третьим и четвертым пленочными резисторами, а аноды соединены соответственно с первым и вторым концами второго металлического полоска, являющегося выходом переключателя, катод второго бескорпусного

5 pin-диода установлен на третьей контактной полоске,соединенной через второй пленочный резистор с кромкой емкостного полоскового элемента, противолежащая кромка которого соединена с первым плс0 ночным резистором, к середине емкостног о полоскового элемента подсоединен один конец третьей металлической полоски, другой косец которой соединен с металлизированной стороной диэлектрической

5 подлокки, к которой подключена четвертая контактная полоска, соединенная с третьим пленочным резистором, при этом первая и вторая металлические полоски выполнены Г-образными, а вторая и третья контактные

0 полоски и емкостный полосковый элемент образуют филыр низкой частоты, граничная частота которого frp выбрана .8 fpa6 где fpa6 - нижняя частота рабочей пспосы частот.

I

i

ш

..Су

1

Использование: для управления уровнем мощности в СВЧ-трактах. Сущность изобретения: устройство содержит металлизированную с одной стороны диэлектрическую подложку со сквозным отверстием, в котором установлен первый бескорпусной pin-диод, соединенный катодом с металлизацией, а анодом - с первым концом расположенного на другой стороне диэлектрической подложки первого металлического Г-образного полоска и с первым концом второго металлического Г-образного полоска, вторые концы которых являются соответственно входом и выходом СВЧ-выключателя. Второй бескорпусной pin-диод подсоединен анодам ко второму концу первого металлического полоска, а его катод установлен на третьей контактной полоске, которая соединена через второй пленочный резистор с кромкой емкостного полоскового элемента, пртиволежащая кромка которого соединена через первый пленочный резистор со второй контактной полоской, на которой установлен катод четвертого бескорпусного pin-диода, подключенного анодом ко второму концу второго металлического полоска. Третий бескорпусной pin- диод установлен катодом на первой контактной полоске, которая через третий пленочный резистор и четвертую контактную полоску соединена с металлизированной стороны диэлектрической подложки. Анод третьего бескорпусного пленочного резистора подсоединен к первому концу второго металлического полоска. При этом вторая и третья контактные полоски и емкостной полосковый элемент образуют фильтр низкой частоты, граничная частота которого ,8 fpa6., где fpa6 - нижняя частота рабочей полосы частот. 1 ил. (Л С