Коммутатор СВЧ-мощности Советский патент 1993 года по МПК H01P1/15 H01P1/22 

Изобретение относится к электронной технике, а именно - к коммутаторам мощности СВЧ на pin-диодах.

Целью настоящего изобретения является снижение потерь пропускания и повышение надежности при микрополосковом исполнении.

Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции коммутатора мощности СВЧ, содержащей пассивную часть, включающую отрезок линии передачи, к которой на четвертьволновом расстоянии один от другого через резисторы одними концами подключены п шлейфов, где п 2, и п диодов, подключенных к другим концам шлейфов, на пассивную часть нанесена полиамидная пленка толщиной 3-5 мкм. на внешней поверхности которой размещены введенные полосковые проводники, совпадающие с проекцией на эту поверхность пассивной части,

Описание поясняется фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 дан один из вариантов конструкции, где металлическое основание схемы 1, диэлектрическая подложка 2, центральный проводник схемы 3, четвертьволновые отрезки линий 4, пленочные резисторы 5, pin-диоды б, слой полиамидной пленки 7, верхний слой металлизации, повторяющий топологический рисунок схемы 8, заземленный проводник 9.

Наличие в конструкции коммутатора слоя полиамидной пленки и слоя металлизации имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с прототипом.

Во-первых, образовавшаяся структура металлическое основание - диэлектрическая подложка - проводник схемы - полиамидная пленка и слой металлизации представляет собой мйкрополосковую высокодобротную линию, имеющую пониженные потери. Снижению потерь также способствует малая величина тангенса потерь в полиамидной пленке ( 5 10 3).

(Л

00

о

ю

(А

4

СО

Во-вторых, в предлагаемой конструкции отсутствует необходимость в использовании навесных конденсаторов, роль которых выполняет система: проводник - пленка - слой металлизации. Этот конденсатор имеет большую емкость и эффективно шунтирует резисторы.

В-третьих, поскольку полиамидная пленка пробивается при напряжении свыше 100 В и выдерживает нагрев до 250 С, то конструкция имеет повышенную надежность.

К преимуществам этой конструкции можно отнести простоту в изготовлении и возможность использования технологии ГИС.

Отметим, что возможная толщина полиамидной пленки h ограничена сверху и снизу величинами hi h h2. Нижний предел hi выбирается таким образом, чтобы, во- . первых, исключить разрыв плёнки в местах ее изгиба, во-вторых, исключить возможный пробой пленки. Верхний предел ha определяется величиной емкости, шунтирующей резистор на рабочей частоте. Эксперименвыполнены из тантала с поверхностным сопротивлением 100 Ом/о. Четыре pin-диода подключены одним концом к четвертьволновым отрезкам, а другим - к заземленному 5 проводнику. Поверх схемы нанесена полиамидная пленка толщиной 4 мкм, закрывающая центральный проводник, пленочные резисторы и четвертьволновые отрезки линий, Сверху пленки напылен проводник из Ю слоев никеля (1 мкм), меди (4 мкм) и золота (2 мкм), повторяющий топологический рисунок схемы и не имеющий гальванических контактов с элементами схемы.

Частотные зависимости потерь пропу15 скания (т)для рассматриваемого примера

приведены на фиг, 2 (кривая 1). На этом же

рисунке (кривая 2) для сравнения показана

зависимость U(f), измеренная для прототипа.

Видно, что выигрыш в потерях в предлагае20 мой конструкции составляет около 0,4 дБ.

формулаизобретения Коммутатор СВЧ-мощности, содержащий пассивную часть, включающую отрезок

пезистоо на рабочей частоте, зксперимен-щ - ™„.и, -...- --.,- --г- альным путем в двухсантиметровом диапа-25 линии передачи, к которой на четвертьволта-ьн у J7 „„„Jr... nan,«jM-Uuiмпплм пяестоянии один от другого через резоне длин волн были определены величины этих пределов: hi 3 мкм, П2 5 мкм.

П р и м е р. В качестве примера рассмотрим конструкцию микрополоскового коммутатора мощности СВЧ, выполненного ,на диэлектрической подложке толщиной Н 0,5 мм с диэлектрической проницаемостью е 9,8 (фиг. 1). Центральный проводник схемы имеет ширину W0 0,5 мм, толщину to новом расстоянии один от другого через резисторы подключены одними концами п шлейфов, где п 2, и п диодов, подключенных к другим концам шлейфов, отличаю- 30 щи и с я тем, что, с целью снижения потерь пропускания и повышения надежности при микрополосковом исполнении, на пассивную часть нанесена полиамидная пленка толщиной 3-5 мкм, на внешней поверхномы имеет ширину Wo и,ь мм, толщину to iv/.u,™-, - ,..,.-.,..--.-......---,5 мкм и волновое сопротивление Zo 50 Ом,35 Сти которой размещены введенные поло

эмкмп вилпиоисо ij , ч-„« в LI в ппппппники. совпадающие с

j |V) |f I DV pi W WV-T-(- .,

Четвертьволновые отрезки линий (шлейфы) имеют ту же ширину и толщину, что и центральный проводник. Пленочные резисторы

сковые проводники, совпадающие с проекцией на эту поверхность пассивной части.

выполнены из тантала с поверхностным сопротивлением 100 Ом/о. Четыре pin-диода подключены одним концом к четвертьволновым отрезкам, а другим - к заземленному проводнику. Поверх схемы нанесена полиамидная пленка толщиной 4 мкм, закрывающая центральный проводник, пленочные резисторы и четвертьволновые отрезки линий, Сверху пленки напылен проводник из слоев никеля (1 мкм), меди (4 мкм) и золота (2 мкм), повторяющий топологический рисунок схемы и не имеющий гальванических контактов с элементами схемы.

Частотные зависимости потерь пропускания (т)для рассматриваемого примера

приведены на фиг, 2 (кривая 1). На этом же

рисунке (кривая 2) для сравнения показана

зависимость U(f), измеренная для прототипа.

Видно, что выигрыш в потерях в предлагаемой конструкции составляет около 0,4 дБ.

формулаизобретения Коммутатор СВЧ-мощности, содержащий пассивную часть, включающую отрезок

™„.и, -...- --.,- --г- линии передачи, к которой на четвертьволлинии передачи, к которой на четвертьволмпплм пяестоянии один от другого через реновом расстоянии один от другого через резисторы подключены одними концами п шлейфов, где п 2, и п диодов, подключенных к другим концам шлейфов, отличаю- щи и с я тем, что, с целью снижения потерь пропускания и повышения надежности при микрополосковом исполнении, на пассивную часть нанесена полиамидная пленка толщиной 3-5 мкм, на внешней поверхноiv/.u,™-, - ,..,.-.,..--.-......---,Сти которой размещены введенные поло

-„« в LI в ппппппники. совпадающие с

сковые проводники, совпадающие с проекцией на эту поверхность пассивной части.

Использование: изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в качестве коммутатора мощности СВЧ. Сущность изобретения: коммутатор мощности СВЧ содержит пассивную часть, включающую отрезок линии передачи, к которой на четвертьволновом расстоянии один от другого через резисторы подключены одними концами п шлейфов, где п 2, к другим концам которых подключены диоды. На пассивную часть нанесена полиамидная пленка, на внешней поверхности которой размещены введенные полосковые проводники, совпадающие с проекцией на эту поверхность пассивной части. 2 ил.