Диодный переключатель свч мощности

Полезная модель относится к технике СВЧ, в частности, к переключателям мощности. В разработках СВЧ устройств на микрополосковых линиях используются полупроводниковые переключательные устройства. Переключатель мощности используется для переключения СВЧ мощности из одного плеча в другое.

Переключатель работает в двух режимах:

1. режим «пропускания», характеризующийся малыми потерями и хорошим КСВН на входе переключателя и на выходе «открытого» плеча,

2. режим «запирания», когда потери в «закрытом» плече значительно (на несколько порядков) превышают потери пропускания в открытом плече.

Схема переключателя представленная на фиг.2, схема работает следующим образом: при подаче мощности на выход 2 (выход 3) в одном из плеч на диоды подается положительный потенциал, а на другой - отрицательный. То плечо, в котором диоды открыты - четвертьволновой шлейф заземлен через диод - работает на проход, причем, мощность, приходящая на диод (по расчетам) на порядок меньше мощности на входе устройства. То плечо, в котором диоды закрыты, четвертьволновой шлейфы открыты - данный путь закрыт.

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к переключателям СВЧ мощности и может быть использовано для переключения СВЧ сигналов между каналами приема (передачи) в СВЧ приемниках (передатчиках).

Известен переключатель мощности [1], состоящий из двух четвертьволновых отрезков линии передачи, соединенных одним конном между собой, и шунтированных с другого конца диодами по СВЧ, причем в 1 плече диод включен, а в другом выключен. Соединенные концы образуют вход устройства, а оставшиеся концы отрезков - выходы.

Недостатками такого устройства являются:

- недостаточная изоляция по СВЧ в плече, работающем на запирание,

- повышенные потери в плече, работающем на пропускание,

- малый уровень допустимой входной СВЧ мощности.

Наиболее близким к изобретению (прототипом) является переключатель СВЧ мощности [2], состоящий из трех отрезков линии передачи, соединенных звездой. Один из отрезков является входом устройства. Два других отрезка образуют выходы устройства, причем каждый из них шунтирован по СВЧ диодами, расположенными на расстоянии четверти и половины волны от центра соединения отрезков. В одном плече диоды выключены и СВЧ сигнал проходит от входа к выходу с минимальными потерями, в другом плече диоды включены и сигнал проходит от входа к выходу со значительными потерями.

По сравнению с [1], переключатель [2] обеспечивает хорошую изоляцию в плече, работающем на запирание и пониженный уровень потерь в плече, работающем на пропускание. Недостатком такого устройства, по прежнему, является малый уровень допустимой входной СВЧ мощности.

Причиной, препятствующей повышению допустимой входной мощности в переключателе [2] является повышенное выделение СВЧ мощности на диодах.

Задачей изобретения является повышение уровня допустимой входной СВЧ мощности. Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения выражается в повышении допустимой входной мощности в десятки раз по сравнению с аналогичными по предназначению устройствами.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном переключателе СВЧ мощности [2], содержащем три отрезка линии передачи, соединенные звездой, одни из которых является входом устройства, а два других, шунтированных диодами но СВЧ на расстоянии четверти и половины волны от центра соединения - выходами, согласно изобретению вводятся дополнительные четвертьволновые отрезки линии передачи, включенные между диодами и линией передачи.

Причинно-следственные связи признаков изобретения с техническим результатом выражаются в следующем. Дополнительные четвертьволновые отрезки линии передачи выполняют роль шунтирующего элемента, которую в прототипе [2] выполняли диоды. При этом на сами диоды приходит в десятки раз меньшая мощность, чем в прототипе [2].

Изобретение поясняется чертежом (фиг.1), на котором представлена схема заявленного устройства.

Переключатель СВЧ мощности содержит:

- входной отрезок линии передачи 1,

- первый выходной отрезок линии передачи, образованный последовательным включением четвертьволновых отрезков 2, 8 и отрезка 14,

- второй выходной отрезок линии передачи, образованный последовательным включением четвертьволновых отрезков 3, 9 и отрезка 15,

- четвертьволновые отрезки линии передачи 5 и 11, шунтирующие по СВЧ первый выходной отрезок,

- четвертьволновые отрезки линии передачи 6 и 12, шунтирующие по СВЧ второй выходной отрезок,

- диоды 4, 10, 7, 13 закорачивающие по СВЧ четвертьволновые линии 5, 11, 6, 12 соответственно.

В примере осуществления изобретения макетирование переключателя выполнялось на типовой элементной базе. В частности использовались полупроводниковые СВЧ диоды 2А560А-5 аА0.339.705ТУ.

Предлагаемый переключатель СВЧ мощности работает следующим образом. СВЧ сигнал подается на вход устройства, образованный отрезком линии передачи 1. При этом в плече, образованном отрезками 2, 8, 14 диоды 4 и 10 находятся в открытом состоянии, дополнительные четверть волновые отрезки 5 и 11 закорочены по СВЧ и не вносят дополнительных потерь, а в плече, образованном отрезками 3, 9, 15 диоды 7 и 10 находятся в закрытом состоянии, отрезки 6 и 12 шунтируют плечо по СВЧ. Сигнал проходит с входа переключателя на выход 1 через отрезки 1, 2, 8, 14 с минимальными потерями, а с входа на выход 2 сигнал проходит через последовательно включенные четвертьволновые отрезки 3 и 9, шунтированные по СВЧ отрезками 6 и 12 соответственно, значительно ослабленным. Для переключения СВЧ сигнала с выхода 1 на выход 2 диоды 4 и 10 переводятся в закрытое состояние, а диоды 7 и 13 в открытое.

Осуществление изобретения обеспечивает выполнение переключения СВЧ мощности с вносимыми прямыми потерями ~1 дБ, вносимым затуханием в «закрытое» плечо >30 дБ, и допустимым уровнем входной мощности более 30 Вт.

Диодный переключатель СВЧ мощности, имеющий вход и два выхода, которые являются соединенными звездой отрезками линии передачи, шунтированные по постоянному току, цепь управления диодами, отличающийся тем, что к выходам подключены четвертьволновые отрезки линии таким образом, что одним концом они подсоединены к выходному пути, а к другому концу подсоединен диод таким образом, что при его включении четвертьволновой отрезок закорачивается по СВЧ, при выключении диода четвертьволновые отрезки шунтируют выходную линию передачи по СВЧ, причем первые четвертьволновые отрезки линии установлены через расстояние, близкое к четверти длины волны от центра звезды, причем все диоды включены по постоянному току в одной полярности.