Ответвитель с регулируемым коэффициентом деления
Полезная модель относится к радиотехническим приборам, используемых в трактах антенно-фидерных устройств (АФУ) различного назначения. Ответвитель с регулируемым коэффициентом деления состоит из трехшлейфного ответвителя, при этом к концам центрального шлейфа указанного ответвителя подключены через блокировочные конденсаторы полупроводниковые pin-диоды и источник напряжения смещения. Ответвитель имеет электронное регулирование коэффициентов деления энергии между входом и выходами ответвителя с минимальным изменением электрических характеристик в полосе рабочих частот. Коэффициенты деления ответвителя на краях рабочей полосы частот 200-216 МГц отличаются не более чем на 1 дБ. Коэффициент стоячей волны напряжения при этом не превышает величины 1,06. 1 пф, 1 илл.
Полезная модель относится к радиотехническим приборам, используемых в трактах антенно-фидерных устройств (АФУ) различного назначения.
Известен направленный ответвитель шлейфного типа, описанный в книге Конструирование и расчет полосковых устройств, под редакцией профессора И.С. Ковалева, М., «Советское радио», 1974 г., с.148, 156-157. Этот ответвитель состоит из двух параллельных передающих полосковых волноводов, связанных рядом параллельных шлейфов. Длина шлейфов и расстояния между ними равны одной четвертой длины волны на средней частоте. В зависимости от числа шлейфов этот тип направленных ответвителей подразделяется на двух-, трех- и, в общем случае п-шлейфных ответвителей.
Недостатком данного ответвителя является отсутствие возможности в процессе работы регулирования его коэффициента деления.
Известен также трехшлейфный ответвитель с регулируемым коэффициентом деления, реализуемый на полосковой линии, описанный в книге Л.Г. Малорацкий, Л.Р. Явич, Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях, М., «Советское радио», 1972 г., (рис. 4.32) с.189-190. Он является модификацией трехшлейфного ответвителя, у которого к концам центрального шлейфа присоединяются два реактивных двухполюсника, разомкнутых на конце.
При одновременном механическом изменении длины разомкнутых шлейфов, энергия, поступающая во входное плечо 1, будет делиться в определенной пропорции между двумя выходными плечами 2 и 4.
Данный трехшлейфный ответвитель выбран в качестве прототипа.
Недостатком данного прототипа является необходимость одновременного механического изменения длины разомкнутых шлейфов, что достаточно трудно реализовать практически. Кроме того, коэффициенты деления энергии между выходными плечами ответвителя имеют большую частотную зависимость в полосе рабочих частот, а сам ответвитель имеет по входу на краях этой полосы достаточно высокий коэффициент стоячей волны напряжения. Опытной образец прототипа на краях рабочей полосы частот 200-216 МГц имеет резко различные коэффициенты деления ответвителя, достигающие 7 дБ. Коэффициент стоячей волны напряжения при этом равен 1,2.
Задачей полезной модели является замена трудоемкой механической регулировки длины разомкнутых шлейфов регулировкой напряжения смещения, подаваемого на pin-диоды, расширение полосы рабочих частот и понижение коэффициента стоячей волны напряжения по входу ответвителя на краях этой полосы.
Данное техническое решение обеспечивается тем, что к концам центрального шлейфа указанного трехшлейфного ответвителя подключены через блокировочные конденсаторы полупроводниковые pin-диоды и источник напряжения смещения. Здесь блокировочные конденсаторы не позволяют проникать напряжению смещения на входы ответвителя и исключают влияние этого напряжения на режим работы приборов, подключаемых к входам ответвитнля. В данной конструкции pin-диоды представляют собой резистивные двухполюсники, включенные параллельно ответвителю, сопротивление которых меняется от единиц Ом до сотен кОм в зависимости от подаваемого на них напряжения смещения (см. Л.Г. Гассанов и др. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи «М.: Радио и связь», 1988 г., стр.138 рис 5.4. б - эквивалентная схема pin-диода и стр.140 рис.5.7. - зависимость сопротивления pin-диода от прямого тока).
В результате такого изменения сопротивления pin-диодов их коэффициенты отражения для входного СВЧ сигнала изменяются в широких пределах. При этом в зависимости от коэффициента отражения pin-диодов определенная часть энергии этого сигнала поглощается самими pin-диодами, определенная часть энергии отражается назад, а определенная часть передается на выход. Вследствие этого изменяются и коэффициенты передачи входного СВЧ сигнала ответвителя в выходные плечи.
Результаты испытаний опытной модели ответвителя показали, что его коэффициенты деления на краях рабочей полосы частот 200-216 МГц отличаются не более чем на 1 дБ. Коэффициент стоячей волны напряжения при этом не превышает величины 1,06. Предложенный ответвитель прост по конструкции и обеспечивает электронное регулирование коэффициентов деления путем изменения напряжения смещения, подаваемого на pin-диоды. Данные электрические характеристики значительно лучше характеристик прототипа.
Сущность полезной модели показана на чертеже, где изображена схема ответвителя. Здесь обозначено: 1 - вход ответвителя; 2,4 - рабочие выходы ответвителя; 3 - изолированный выход ответвителя; Z0
Z3 - волновые сопротивления четвертьволновых линий трехшлейфного ответвителя; Д1 и Д2 - pin-диоды; C1 и С2 - блокировочные конденсаторы; +UСМ - источник напряжения смещения pin-диодов. Коэффициенты деления ответвителя межу входом 1 и выходами 2 и 4 изменяются пропорционально изменению напряжения смещения, подаваемого на pin-диоды Д1, Д2.
Техническим результатом предложенной полезной модели является замена трудоемкой механической регулировки длины разомкнутых шлейфов регулировкой напряжения смещения, подаваемого на pin-диоды, расширение полосы рабочих частот и понижение коэффициента стоячей волны напряжения по входу ответвителя на краях этой полосы.
Ответвитель с регулируемым коэффициентом деления, состоящий из трехшлейфного ответвителя, отличающийся тем, что к концам центрального шлейфа указанного ответвителя подключены через блокировочные конденсаторы полупроводниковые pin-диоды и источник напряжения смещения.
РИСУНКИ
