ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СВЧ Советский патент 1973 года по МПК H01P1/15 

1

Изобретение относится к области СВЧ техники.

Известно полупроводниковое управляющее устройство СВЧ, содержащее отрезок коаксиальной линии и параллельный короткозамкнутый коаксиальный щлейф, в разрыв центрального ступенчатого проводника которого включен полупроводниковый диод.

Известное устройство имеет недостаточно высокий к. п. д.

Цель изобретения - обеспечение минимальных потерь в режиме пропускания.

Поставленная цель достигается тем, что перпендикулярно центральному проводнику основной линии включена индуктивная диафрагма, выполненная в виде короткозамкнутой на одном конце металлической трубки, соединенной с наружным проводником коаксиальной линии и проходящей открытым концом через центральный проводник, а внутрь трубки введен соединенный с наружным проводником металлический стержень, изолированный от трубки диэлектрической втулкой.

На фиг. 1 Н 2 схематически изображена конструкция предлагаемого устройства, в котором щунтирующая индуктивность образована индуктивно-емкостной диафрагмой.

Полупроводниковый диод / включен между внутренним и наружным проводниками коаксиальной линии, причем один вывод диода

через конусный держатель 2 соединен с внутренним проводником 3 коаксиальной линии, второй вывод диода соединен с внутренним проводником 4 короткозамкнутого коаксиального шлейфа 5. Внутренний проводник 4 шлейфа имеет переменный диаметр, причем диаметр части (втулки) 6, обращенной к диоду, значительно больше диаметра части 7, обращенной в противопололгную сторону. Часть 6

0 выполнена в виде металлической трубки, окруженной диэлектрической втулкой 8, часть 7 - в виде металлического стержня, по которому движется короткозамыкатель 9.

Перпендикулярно внутреннему проводнику

15 коаксиального шлейфа 5 введена индуктивноемкостная диафрагма, соединенная с внутренним проводником основного коаксиала. Диафрагма образована короткозамкнутой на одном конце металлической трубкой 10, соединенной

0 с внешним проводником 11 и с внутренним проводником 3 и проходящей открытым концом через внутренний проводник. В последний входит металлический стержень 12, наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра трубки. При этом в указанной диафрагме индуктивность образована участком трубки, расположенным между внутренним и внещним проводниками коаксиальной линии и частью стержня вне упомянутой трубки 10, а емкость - емкостным зазором между упомянутой трубкой и стержнем 12. Для увеличения емкости зазор может заполняться диэлектриком, например, в виде втулки 13.

В короткозамкнутом коаксиальном шлейфе 5 емкость образована наружным проводником шлейфа 14 и .втулкой 6, а индуктивность- участком короткозамкнутого коаксиального шлейфа длиной Я между втулкой 6 и короткозамыкателем 9.

Для увеличения емкости ирименена диэлектрическая втулка 8.

Собственная резонансная частота короткозамкнутого шлейфа ниже средней рабочей частоты устройства, т. е. шлейф на частоте /о эквивалентен некоторой регулируемой емкости, которая используется при настройке. Изменение величины этой емкости осуш,ествляется перемещением корткозамыкателя 9.

Собственная резонансная частота индуктивно-емкостной диафрагмы, наоборот, выше средней рабочей частоты устройства, т. е. диафрагма эквивалентна некоторой регулируемой индуктивности, причем изменение величины индуктивности осуществляется перемещением стержня 12, входящего внутрь трубки 10.

Наличие в устройстве двух независимых настроек позволяет осуществить два резонансных состояния - параллельный и последовательный резонансы между реактивностями диода и элементами настройки устройства. Подача управляющего напряжения на диод, если это необходимо, например, в случае применения p-i-n диода, может осуществляться через внутренний проводник либо основной коаксиальной линии, либо короткозамкнутого шлейфа обычным образом (цепь смещения на фиг. 1 и 2 не показана).

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии управляющего напряжения на диоде (что соответствует слабому сигналу в случае использования ограничительного диода или отсутствию положительного смещения при применении p-i-n диода) устройство эквивалентно параллельному резонансному колебательному контуру, включенному параллельно коаксиальной линии, где индуктивность L образована индуктивностью индуктивно-емкостной диафрагмы, а емкость С - емкостью диода с учетом влияния короткозамкиутого щлейфа. Настройка в резонанс осуществляется путем изменения индуктивности L диафрагмы указанным способом.

При подаче управляющего напряжения на диод, (что соответствует сильному сигналу в случае использования ограничительного диода или подаче положительного смещения при применении p-i-n диода) устройство эквивалентно последовательному резонансу колебательного контура, включенного параллельно коаксиальной линии, где емкость С образована емкостью короткозамкнутого шлейфа. Настройка

в резонанс осуществляется путем изменения емкости С, т. е. путем перемещения короткозамыкателя 9, причем резонансные частоты в обоих случаях (параллельный и последовательный резонансы) одинаковы.

Так как сопротивление параллельного резонансного колебательного контура намного больше волнового сопротивления коаксиальной линии, а сопротивление последовательного резонансного колебательного контура близко к

нулю, то в режиме пропускания передаваемой СВЧ мощности вносятся малые потери, а в режиме запирания - большее затухание.

Предмет изобретения

Полупроводниковое управляющее устройство СВЧ, содержащее отрезок коаксиальной линии и параллельный короткозамкнутый коаксиальный щлейф, в разрыв центрального

ступенчатого проводника которого включен полупроводниковый диод, отличающийся тем, что, с целью обеспечения минимальных потерь в режиме пропускания, перпендикулярно центральному проводнику основной линии включена индуктивная диафрагма, выполненная в виде короткозамкнутой на одном конце металлической трубки, соединенной с наружным проводником коаксиальной линии и проходящей открытым концом через центральный проводник, а внутрь трубки введен соединенный с наружным проводником металлический стержень, изолированный от трубки диэлектрической втулкой.

Фиг I

13

Фиг.