СВЧ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H01P1/185 

1

Изобретение относится к области твердотельных коммутирующих приборов в диапазоне СВЧ, а .именно к фазовращателям, и предназначено преимущественно для фазированных антенных решеток.

Известны фазовращатели СВЧ, содержащие электрически управляемые нелинейные элементы, установленные на определенном расстоянии друг от друга в линии передачи вдоль направления распространения электромагнитной энергии.

Одним из важных требований, предъявляемых к фазовращателям в системах с фазированными антенными решетками, является обеспечение минимального поперечного размера А фазовращателя, который не должен превышать половины рабочей длины волны А, (). Однако при использовании вол2

новодных линий .передачи в коротковолновой части сантиметрового и в миллиметровом диа. X

пазонах условие Л - практически невыполнимо.

Целью изобретения является создание СВЧ полупроводникового фазовращателя с поперечными размерами, меньшими половины длины волны В коротковолновой части сантиметрового и в миллиметровом диапазонах.

Это достигается установкой полупроводниковых диодов совместно с элементами высокочастотной цепи и управляющего- напряжения на диэлектрических шайбах, являющихся

одновременно отрезками заполненного диэлектриком волновода и корпусами полупроводниковых диодов. Складывая вместе несколько диэлектрических шайб с полупроводниковыми диодами, можно получить линейный фазовращатель с необходимым числом фазовых состояний.

На фиг. 1 и 2 показаны варианты конструкции линейного фазовращателя отражающего типа.

В фазовращателе (фиг. 1) цепь подведения к диоду управляющего напряжения совмещена с элементами .высокочастотной цепи. Фазовращатель состоит из диэлектрических шайб 1, по цилиндрической поверхности которых нанесена металлизация в виде двух изолированных друг от друга полуцилиндров 2. На один из торцов шайбы / нанесены две радиальные металлические полоски 3, из которых соединена с одним из полуцилиндров 2.

В центральной части к полоскам 3 крепится полупроводниковый бескорпусный диод 4: к одной полоске диод припаян, а с другой соединен проволочной перемычкой 5. К полуцилиндрам 2 припаяны проводники 6 управляющего напряжения. Диэлектрические шайбы /

вместе с диэлектрическими прокладками 7 и S и диэлектрическим излучателем 9 устанавливаются в металлической гильзе 10. Полупроводниковые диоды при этом утапливаются в углублениях смежных шайб. Металлическая гильза 10 обеспечивает надежную герметизацию полупроводниковых диодов 4.

Фазовращатель, показанный на фиг. 1, может рассматриваться как один модуль пассивной фазированной решетки, облучаемый внешним источником электромагнитной энергии и отражаюш,ий эту энергию с минимальными потерями и фазовым сдвигом, определяемым величиной и полярностью унравляюш,его напряжения на полупроводниковых диодах 4. В фазовраш;ателе возбуждается волна ТЕц с поляризацией, совпадающей с направлением полосо к 3, выполняющих при этом роль индукти.вностей.

Щель между полуцилиндрами 2 не оказывает 1влияния на характер распространения волны в фазовращателе. Излучатель 9 представляет собой диэлектрический клин с диаметром, плавно уменьщающимся вдоль оси фазовращателя.

Геометрию диода 4 и металлических полосок 3 можно выбрать так, чтобы при изменении знака управляющего напряжения на диоде щунтирующая -проводимость изменялась от индуктивной до емкостной. В этом случае одна щайба обеспечивает два фиксированных состояния.

В фазовращателе, показанном на фиг. 2, управляющее напряжение подводится к диоду по проводнику 6, не влияющему на характеристики выокочастотной цепи, поскольку его

направление перпендикулярно направлению вектора электрического поля волны. В этой конструкции металлизация диэлектрических щайб / проводится по всему внещнему цилиндру 2, индуктивные полоски 3 располагаются

радиально вдоль вектора электрического поля волны. Одна из полосок соединена с цилиндром 2 .кондуктивно, а другая - через емкость. Диод одним выводом припаян к одной полоске, а с другой полоской и выводом 6 соединен с помощью перемычки 5. Шайбы с диодами и излучатель 9 герметизуруются в гильзе 10.

В таких фазовращателях возможно использование диэлектрических щайб с различной

геометрией и применение различных диэлектрических материалов.

Предмет изобретения

СВЧ полупроводниковый фазовращатель, содержащий установленные в волноводе электрически управляемые нелинейные элементы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения поперечных размеров фазовращателя, упомянутые элементы установлены на диэлектрических щайбах, размещенных в полости волновода.

А-А

иг i

иг.2