Ограничитель свч мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах. Целью изобретения является увеличение рабочей полосы частот и упрощение контроля параметров. Ограничитель СВЧ-мощности содержит первую и вторую металлические полоски 1, область металлизации 2, третью и чет- v вертую металлические полоски 3, Диэлектрическую подложку Ц, контактную площадку 5, проволочный вывод 6, зазор в слое металлизации 7 канавку в диэлектрической подложке 8, полупроводниковый диод 9, дополнительный полупроводниковый Диод 10. Увеличение рабочей полосы частот достигается за счет обеспечения совмещения минимума потерь пропускания и максимума потерь запирания, а также за счет уменьшения эффективной диэлектрической проницаемости в линии передачи, образованной третьей и четвертой металлическими полосками 3. Упрощение контроля параметров обеспечивается возможностью подключения к контактной площадке 5 источников смешения и измерительных приборов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Ю (И) А1 щ) Н 01 Р 1/15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

8::."С ; . дс:., ю Г у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ rHHT OCCP

IC a4TOPCKOMV C BV

1 (213 4716503/09 (22) О 7. 07. 89 (46) 30.05.92. Бюл. 1" 20 (71) Московский энергетический институт (72) И.В.Лебедев, Д.В.Угничаев, Д.В.Скоробогатов, А.С.Шнитников и P.A.Ïðîxoðîâ (53) 621.372(088.8)

" (56) Патент США 1 3516031, кл. 333-98, 1970.

Авторское свидетельство СССР и 1608761, кл. Н 01 Р 1/15, 1989. (54} ОГРАНИЧИТЕЛЬ СВЧ-ИОИНОСТИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах. Целью изобретения является увеличение рабочей полосы частот и упрощение контроля параметров. Ограничитель

СВЧ-мощности содержит первую и втоИзобретение относится к технике

СВЧ и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах для защиты чувствительного элемента СВЧ-приемника от мощных сигналов.

Известен ограничитель СВЧ-мощности, который содержит отрезок волновода прямоугольного сечения и полупроводниковый диод, включенный в волновод с помощью двух металлических электродов, ориентированных перпендикулярно широким стенкам волновода.

Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и

2 рую металлические полоски 1, область металлизации 2, третью и четвертую металлические полоски 3, диэлектрическую подложку 4, контактную площадку 5, проволочный вывод 6, зазор в слое металлизации 7, канавку в диэлектрической подложке 8, полупроводниковый диод 9, дополнительный полупроводниковый диод 10.

Увеличение рабочей полосы частот достигается за счет обеспечения совмещения минимума потерь пропускания и максимума потерь запирания, а также за счет уменьшения э@Фективной диэлектрической проницаемости в линии передачи, образованной третьей и четвертой металлическими полосками

3. Упрощение контроля параметров обеспечивается возможностью подключения к контактной площадке 5 источников смешения и измерительных приборов. 1 з.п. Ф-лы, 2 ил.

1 невозможность интегрализации с использованием современных технологических приемов, а также недостаточная надежность ввиду наличия разъемов и регулируемых контактов.

Наиболее близким техническим реше" нием, принятым в качестве прототипа, является интегральное твердотельное защитное устройство, содержащее отрезок волновода прямоугольного сечения с диэлектрической подложкой в поперечном сечении, на поверхности которой расположена решетка, включающая nepayio и вторую металлические. полоски, размещенные с зазором между

7571 4 ческую подложку 4, контактную площадку 5, проволочный вывод 6, зазор в слое металлизации 7, канавку в.лиэлектрической подложке 8, полупропроводниковые диоды 9, 10, Устройство работает следующим. образом. При низком уровне входной

СВЧ-мощности импеданс полупроводни)) кового диода 9 высок и определяется, в основном, емкостью диодной структуры. Этот импеданс трансформируется линией передачи, образованной металлическими полосками 3, и в

5 точках подключения к ним металлических полосок 1 является на рабочей частоте f ) чисто активным и весьма высоким flpH выборе длины 1 указанной линии из приближенного условия

25

Zci где Т = arctg„ л. 500

30 2нй L- — —,— — ——

9 ВРОС

Z c - хаРактеристическое (волновое) сопротивление линии, образованной третьей и четвертой металлическими полосками, Ом;

$5 E,, - эффективная диэлектрическая проницаемость, С - емкость диодной структуры, пфр — индуктивность выводов дио46. да, нГн.

Частота f< в (1) выражена в гигагерцах, длина l - в миллиметрах.

Выполнение условия (1) обеспечивает на рабочей частоте минимум по45 терь пропускания.

В режиме высокого уровня мощности импеданс диода весьма мал. Для полу- чения максимума потерь запирания на той же частоте f+ необходимо создать

Я резонанс последовательного типа между индуктивностью металлических полосок l и входным импедансом линии, образованной металлическими полосками 3. Выбор индуктивности L каждой

55 из полосок 1 определяется соотноше-, нием

L 5 10 С Zq)2 (1-4е fc Ь С 10 ) (2) 3 173 ними и параллельно широким стенкам волновода, металлическую диафрагму, 1 кромки котооой через диоды полключе" ны к концам первой и второй металлических полосок, середины последних соединены третьей металлической полоской.

Недостатком данного устройства является недостаточно широкая рабочая полоса частот, что обусловлено наличием в конструкции металлической диафрагмыф

Целью изобретения является расширение рабочей полосы частот. )

Поставленная цель достигается тем, что в ограничителе ЫЧ-мощности, содержащем отрезок прямоугольного вол- . новода с диэлектрической подложкой в поперечном сечении, на первой поверхности которой размещены первая и вторая металлические полоски, уста" новленные перпендикулярно широким стенкам отрезка прямоугольного волновода на его поперечной оси симметрии и подключенные первыми концами к первым концам третьей и четвертой металлических полосок соответственно,, установленных параллельно широким стенкам отрезка прямоугольного волновода, а второй конец третьего металлического проводника подключен к одному электроду полупроводникового диода, при этом вторые концы первой и второй металлических полосок подключены к металлизации, выполненной на первой поверхности диэлектрической полложки по,ее периметру, другои электрод полупроводникового диода подключен к второму концу четвертой металлической полоСки. Кроме того, с целью упрощения контроля параметров ограничителя, введена контактная площадка с присоединенным дополнительным полупроводниковым диодом, причем другой электрод первого полупроводникового диода подключен к контактной площадке, а другой электрод дополнительного полупроводникового диода соединен с вгорым концом четвертой металлической полоски.

На фиг.1 показана конструкция íåðвого варианта ограничителя СВЧ-мощности, на фиг. 2 - конструкция второго варианта ограничителя СВЧ-мощности е

1 устройство содержит металлические полоски )„.область металлизации 2, ;. металлические полоски 3, диэлектри150 Т вЂ” — — — — при Т> 0

f,Гк.; и

150 Т

1 — — — — — — -(1 + х) ( оЛ эф при Т 0

1737

Электродинамические свойства предложенного устройства обеспечивают совмещение на рабочей частоте минимума потерь пропускания слабого сигнала и максимума потерь запирания в режиме высокого уровня мощности, Для упрощения контроля параметров ограничителя между свободными концами металлических полосок 3 и ближайшей узкой стенкой волновода на той же поверхности диэлектрической подложки нанесена контактная площадка 5; Полупроводниковый диод

9 включен между свободным концом одной из металлических полосок 3 и контактной площадкой, а между свободным концом второй металлической полоски 3 и контактной площадкой включен дополнительный {второй) полупроводниковый диод 10. К контакт° ной площадке 5 присоединен проволочный вывод 6, проходящий через отверстие в узкой стенке волновода и изолированный по постоянному току от корпуса волновода и от области металлизации 2, нанесенной по пери» метру подложки, путем выполнения в слое металлизации зазора 7.

Электродинамичес кие свойства or» раничителя, изображенного на Фиг.Z, и его работа сходны с описанными выше, но испоЛьзование двух диодОв обеспечивает повышение рабочей мощности при сохранении других параметров.

Расположение металлических поло. сок 3 и осей обоих диодов параллельно широким стенкам волновода устраняет распределенную связь отрезка линии, образованной металлическими полосками 3, с полем волны Н<0в волноводе, оставляя лишь сосредоточенную связь с волноводом за счет подключения металлических полосок 3 к концам полосок 1. Благодаря этому вблизи полосок 3 и диодов не возбуждается поле волны типа Н, находящейся в режиме отсечки, и подключение проволочного вывода 6 к контактной площадке 5 не сопровождается утечкой СВЧ-энергии по этому выводу, что устраняет дополнительные потери

СВЧ-сигнала и снимает необходимость дросселирования вывода 6. Пользуясь выводом 6, можно подавать управляющий сигНал смещения на диоды в рабо571

6 чем режиме и контролировать параметры диодов по постоянному току.

В обоих вариантах устройства ограничителя СВЧ-мощности (no Фиг.! и по Фиг.2) на участке между металлическими полосками 3 выполняется канавка 8, Частичное или полное удаление диэлектрического материала в области канавки не только снижает потери в диэлектрике, но и приводит к уменьшению эФФективной диэлектрической проницаемости в линии передачи, образованной металлическими полосками 3, что сопровождается снижением СВЧ-потерь пропускания и расширением рабочей полосы частот.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает достижение тех20 нико-зкономического эФФекта - расширение рабочей полосы частот и упрощение контроля параметров.

Формула изобретения

1. Ограничитель СВЧ-мощности, содержащий отрезок прямоугольного волновода с диэлектрической подложкой в поперечном сечении, на первой поверхности которой размещены первая и вторая металлическая полоски, ус,тановленные перпендикулярно широким ,стенкам отрезка прямоугольного волновода на его поперечной оси симметрии и подключенные первыми концами к первым концам третьей и четвертой металлических полосок соответс.твенно, установленных параллельно широким стенкам отрезка прямоугольного волновода, а второй конец третьей металлической полоски подключен к одному электроду полупроводникового диода, при этом вторые концы первой и второй металлических полосок подключены к металлизации, выполненной на первой поверхности диэлектрической подлож.ки по ее периметру, о т л и ч а ющ и-й с я тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот, другой электрод полупроводникового диода подключен к второму концу четвертой металлической полоски.

2. Ограничитель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения контроля параметров, другой электрод полупроводникового диода подключен к второму концу четвертой металлической полоски через введенные последовательно соединенные контактную площадку и дополнительный полупроводниковый диод.

1737571

Состаеитель И.Лебедев

Редактор Н.Коляда Техред Д,Олийнък Корректор И.Самборская

ЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮ ВВ Ю Ю ВВ ЮЮЮЮЮЮЮЮЮ

Заказ 38/8. Тираж Подписное

ВНИИПИ fосударствеияо о комитета ао иэобретеииян и отирввиам ири РЕНТ СССР

333033» 3Ьеква» .ЖЗЗ» Увувскаа иаб» ° д» 4/5

° В

Проиээодстееииф-иэдателмиий комбинат "Патевт", . Йкеород, уа. Газарива, 393