DE3047869C1 - PIN diode switch - Google Patents

PIN diode switch

Info

Publication number
DE3047869C1
DE3047869C1 DE3047869A DE3047869A DE3047869C1 DE 3047869 C1 DE3047869 C1 DE 3047869C1 DE 3047869 A DE3047869 A DE 3047869A DE 3047869 A DE3047869 A DE 3047869A DE 3047869 C1 DE3047869 C1 DE 3047869C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pin diode
diode switch
lines
switch according
compensation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3047869A
Other languages
German (de)
Inventor
Manfred 8000 München Wondrowitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE3047869A priority Critical patent/DE3047869C1/en
Priority to AT81108177T priority patent/ATE16059T1/en
Priority to EP81108177A priority patent/EP0054645B1/en
Priority to YU02962/81A priority patent/YU296281A/en
Priority to AU78595/81A priority patent/AU529008B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3047869C1 publication Critical patent/DE3047869C1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/10Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/15Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices

Abstract

1. A PIN-diode switch having a high blocking attenuation, and an arrangement of two series-connected four-poles (L1, L2) between an input (E) for the signal (U1) to be switched and an output (A), which effect a phase rotation of the signal to be switched, through 90 degrees at the operating frequency, wherein a PIN-diode (D) is inserted as a shunt arm between the connection of the two four-poles (L1, L2) and a common earth line (L12), characterised in that a compensation network (K) is inserted between the input (E) and the output (A) for compensating the residual voltage fed from the input (E) to the output (A) in the case of a conducting PIN-diode (D).

Description

Die Erfindung betrifft einen PIN-Diodenschalter mit hoher Sperrdämpfung.The invention relates to a PIN diode switch with high blocking attenuation.

Im Bereich höherer Frequenzen werden für Schaltaufgaben häufig PIN-Dioden eingesetzt. PIN-Dioden besitzen einen für HF wirksamen Widerstand, dessen Größe von der Stärke eines eingeprägten Steuergleichstromes abhängt. Fließt durch die PIN-Diode kein Gleichstrom, dann besitzt sie lediglich eine geringe, sehr verlustarme Kapazität ohne parametrische Effekte. Die Kapazität ist von der angelegten HF-Spannung unabhängig.In the higher frequency range, PIN diodes are often used for switching tasks. PIN diodes have a resistance effective for HF, the size of which is the same as an applied control direct current depends. If there is no direct current flowing through the PIN diode, then it has only a low, very high level low loss capacity without parametric effects. The capacitance depends on the applied RF voltage independent.

Beim Anlegen einer Gleichspannung in Flußrichtung fließt ein Diodenstrom, der zur Folge hat, daß der HF-Diodenwiderstand auf sehr kleine Werte in der Größenordnung kleiner 1 Ohm absinkt.When a direct voltage is applied in the forward direction, a diode current flows, which has the consequence that the HF diode resistance drops to very small values on the order of less than 1 ohm.

Im allgemeinen stellt man an Schalter Forderungen nach möglichst kleinen Verlusten im durchgeschalteten Zustand und einer möglichst hohen Sperrdämpfung. Bei höheren Frequenzen liegen PIN-Dioden im allgemeinen parallel zum Verbraucher. Da der Durchlaßwiderstand der durchgeschalteten PIN-Diode in der Größenordnung zwischen 0,5 und 1 Ohm liegt, werden geforderte Werte für die Sperrdämpfung in der Praxis meist nicht mit einer einzelnen Diode erreicht, sondern es sind Netzwerke aus PIN-Dioden erforderlich. Als Grundschaltung sind Netzwerke mit drei PIN-Dioden, die als jz-Glied geschaltet sind, bekannt. Besonders nachteilig ist es, daß der Schaltzustand der Diode im Längszweig immer ein anderer sein muß als der Schaltzustand der Dioden in den Querzweigen des ir-Gliedes. Es sind daher getrennte Gleichstromkreise mit entsprechenden Abblockkondensatoren erforderlich. Bei hohen Frequenzen ist eine breitbandige Kompensation dieser Elemente schwierig, so daß man nur sehr schmalbandig wirksame Schaltungen erhält.In general, demands are made on switches for the lowest possible losses in the switched-through circuit State and the highest possible attenuation. PIN diodes are generally located at higher frequencies parallel to the consumer. Since the forward resistance of the switched PIN diode is in the order of magnitude is between 0.5 and 1 ohm, the required values for the blocking attenuation are usually not achieved in practice achieved with a single diode, but networks of PIN diodes are required. As a basic circuit networks with three PIN diodes connected as a jz element are known. Particularly disadvantageous it is that the switching state of the diode in the series branch must always be different from the switching state of the Diodes in the cross branches of the ir element. There are therefore separate DC circuits with corresponding Blocking capacitors required. At high frequencies, this is a broadband compensation Elements difficult, so that only very narrow-band effective circuits are obtained.

Für Mikrowellen ist die Verwendung einer Diodenkette sinnvoll, bei der PIN-Dioden über sog. invertierende Glieder (Vierpole) — im Mikrowellenbereich sind dies vorzugsweise λ/4-Leitungen — miteinander verkoppelt sind. Die »invertierenden« Glieder drehen die Phase der Spannung um 90° bei der Betriebsfrequenz.For microwaves it makes sense to use a diode chain, with PIN diodes via so-called inverting ones Members (four-pole) - in the microwave range these are preferably λ / 4 lines - coupled to one another are. The "inverting" elements turn the phase of the voltage by 90 ° at the operating frequency.

Hier liegen alle Dioden einseitig auf Masse und haben untereinander immer den gleichen Schaltzustand.Here all diodes are grounded on one side and always have the same switching status among each other.

Wenn alle Dioden Strom führen, stellen sie für Hochfrequenz einen niederohmigen Widerstand dar, so daß der Schalter sperrt. Auf Grund der invertierenden Glieder zwischen den Dioden addieren sich die Dämpfungen der einzelnen Dioden. Bei drei PIN-Dio-If all diodes carry current, they represent a low-ohmic resistance for high frequency, see above that the switch locks. Due to the inverting elements between the diodes, they add up Attenuation of the individual diodes. With three PIN di-

ORlGlNAUORlGlNAU

den ergibt sich eine rechnerische Sperrdämpfung von ca. 75 dB bei 25 dB pro Diode. Dieser Wert wird allerdings praktisch nie erreicht, weil parasitäre Reaktanzen und Verkopplungen über die Leitung, die nicht kompensierbar sind, zu einer Reduzierung der j Sperrdämpfung führen. Weiter ist zu berücksichtigen, daß die elektrische wirksame Länge der Leitungen zwischen den Dioden frequenzabhängig ist. Dadurch erhält das Netzwerk Bandsperrencharakter, d.h. die Sperrdämpfung nimmt von einem maximalen Wert bei der Mittelfrequenz ausgehend, nach beiden Richtungen ab.this results in a calculated blocking attenuation of approx. 75 dB at 25 dB per diode. This value will however, practically never achieved because of parasitic reactances and couplings via the line that cannot be compensated, lead to a reduction in the j stop attenuation. It should also be taken into account that the effective electrical length of the lines between the diodes is frequency-dependent. Through this the network receives the character of a bandstop filter, i.e. the stopband attenuation increases from a maximum value starting from the center frequency, decreases in both directions.

Als weitere Nachteile von PIN-Diodennetzwerken sind noch zu nennen:The following disadvantages of PIN diode networks should also be mentioned:

Beim Schaltungsaufwand fällt besonders die Zahl der erforderlichen PIN-Dioden ins Gewicht. Zur Durchschaltung mehrerer PIN-Dioden ist eine höhere Gleichstromleistung erforderlich. Die HF-Verluste im offenen Zustand des Schalters steigen an.When it comes to circuit complexity, the number of PIN diodes required is particularly important. For switching through multiple PIN diodes, a higher DC power is required. The HF losses in the open state of the switch increase.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen PIN-Diodenschalter anzugeben, der bei geringem Schaltungsaufwand eine hohe Sperrdämpfung und eine geringe Durchlaßdämpfung aufweist.The object of the invention is to provide a PIN diode switch indicate the high blocking attenuation and low transmission attenuation with little circuit complexity having.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen einem Eingang und einem Ausgang eine Anordnung mit zwei in Serie geschalteten invertierenden Vierpolen vorgesehen ist, daß eine PIN-Diode als Querzweig zwischen den Einzelleitern der Leitungen im Verbindungspunkt dieser Vierpole angeschaltet ist und daß zwischen Eingang und Ausgang ein Kompensationsnetzwerk parallelgeschaltet ist.The object is achieved in that between an input and an output a Arrangement with two inverting four-terminal network connected in series is provided that a PIN diode as Cross branch is connected between the individual conductors of the lines at the connection point of these four-pole connections and that a compensation network is connected in parallel between input and output.

Die Schaltung wird besonders einfach, wenn als invertierende Vierpole λ/4-Leitungen vorgesehen sind.The circuit is particularly simple if λ / 4 lines are provided as inverting four-pole lines.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine höhere Sperrdämpfung durch Kompensation möglich ist. Die Schaltungsanordnung ist besonders einfach und platzsparend. Die PIN-Diode D ist zwischen zwei λ/4-Leitungen eingeschaltet. Parallel zu den λ/4-Leitungen ist ein Entkopplungsnetzwerk K geschaltet. Mit dieser Anordnung wird eine höhere Sperrdämpfung als 25 dB erreicht. Die HF-Verluste sind gegenüber Diodennetzwerken im allgemeinen geringer. Bei Schichtschaltungen sinkt der Flächenbedarf und eine Kompensation von unerwünschten Diodenreaktanzen ist zum Teil möglich.The invention is based on the knowledge that higher blocking attenuation is possible through compensation. The circuit arrangement is particularly simple and space-saving. The PIN diode D is switched on between two λ / 4 lines. A decoupling network K is connected in parallel to the λ / 4 lines. With this arrangement, a blocking attenuation higher than 25 dB is achieved. The HF losses are generally lower compared to diode networks. In the case of layer circuits, the space requirement is reduced and undesired diode reactances can sometimes be compensated for.

Vorteilhaft ist es, daß die λ/4-Leitungen und das Kompensationsnetzwerk eine gemeinsame Masseleitung haben. Durch diese Maßnahmen wird der Diodenschalter D und das Kompensationsnetzwerk K besonders einfach. Eine parallel zum Verbraucher geschaltete und einseitig auf Masse liegende PIN-Diode stellt oberhalb von ca. 1 GHz die wirksamste Lösung dar. Auch das Kompensationsnetzwerk K wird besonders einfach.It is advantageous that the λ / 4 lines and the compensation network have a common ground line. These measures make the diode switch D and the compensation network K particularly simple. A PIN diode connected in parallel to the consumer and grounded on one side is the most effective solution above approx. 1 GHz. The compensation network K is also particularly simple.

Besonders vorteilhaft ist es, daß das Kompensationsnetzwerk aus einer Parallelschaltung eines Kompensationswiderstandes und eines Kompensationskondensators im Längszweig, besteht. Durch diese einfache Parallelschaltung eines Widerstandes mit einer Kapazität ist die PIN-Diode D breitbandig kompensierbar. Es eo ist zweckmäßig, wenn der PIN-Diodenschalter in Schichttechnik ausgeführt ist und die λ/4-Leitungen als gedruckte Leiterbahnen ausgeführt sind. Diese Schaltung zeichnet sich durch besonders geringen Flächenbedarf aus. Die gesamte Rückseite der gedruckten Schaltung dient als Masse.It is particularly advantageous that the compensation network consists of a parallel connection of a compensation resistor and a compensation capacitor in the series branch. Through this simple parallel connection of a resistor with a capacitance, the PIN diode D can be compensated over a wide range. It is useful if the PIN diode switch is made in layer technology and the λ / 4 lines are made as printed conductor tracks. This circuit is characterized by its particularly small footprint. The entire back of the printed circuit is used as a ground.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Kompensationskapazität durch eine besondere Ausgestaltung der Zuleitungen der λ/4-Leitungen gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Kompensationskapazität Ck durch eine spezielle Leitungsführung erzeugt.It is particularly advantageous if the compensation capacitance is formed by a special configuration of the supply lines of the λ / 4 lines. In this embodiment, the compensation capacitance Ck is generated by a special line routing.

Die weiteren Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The further developments of the invention are specified in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 5 beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is illustrated with reference to FIGS. 1 to 5 described.

Es zeigtIt shows

F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines PIN-Diodenschalters, F i g. 1 the basic circuit diagram of a PIN diode switch,

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der PIN-Diode,F i g. 2 a circuit arrangement for compensating the PIN diode,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel des PIN-Diodenschalters, F i g. 3 an embodiment of the PIN diode switch,

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel zur breitbandigen Kompensation und4 shows an embodiment for broadband compensation and

Fig.5 ein Dämpfungsdiagramm zur breitbandigen Kompensation.5 shows an attenuation diagram for broadband compensation.

F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines PIN-Diodenschalters. Ein Generator G mit dem Innenwiderstand Z/ ist über einen Entkopplungskondensator Ce ι an eine Leitung L angeschlossen. Über einen zweiten Entkopplungskondensator Ce ι ist der Abschlußwiderstand Zv am anderen Ende der Leitung L angeschlossen. Die PIN-Diode D ist zwischen der Leitung L und Masse parallel zum Verbraucher Zy bzw. parallel zum Generator G geschaltet. Das Ersatzschaltbild der PIN-Diode besteht aus einer Parallelkapazität O«0,3pF, die parallel zu den Anschlußklemmen der PIN-Dioden liegt. Zu dieser Kapazität ist eine Reihenschaltung einer Längsinduktivität Lß«0,4 nH in Serie mit einer Parallelschaltung eines Durchlaßwiderstandes /?d« 1 Ohm in Serie mit einem die ideale Diode symbolisierenden Schalter S und einer zur Serienschaltung Rd, S parallelgeschalteten weiteren Serienschaltung eines Widerstandes i?s«5 Ohm mit einer Kapazität Cs«0,5 pF angeordnet.F i g. 1 shows the basic circuit diagram of a PIN diode switch. A generator G with the internal resistance Z / is connected to a line L via a decoupling capacitor Ce ι . The terminating resistor Zv is connected to the other end of the line L via a second decoupling capacitor Ce ι . The PIN diode D is connected between the line L and ground in parallel with the consumer Zy or in parallel with the generator G. The equivalent circuit diagram of the PIN diode consists of a parallel capacitance O «0.3pF, which is parallel to the connection terminals of the PIN diodes. This capacitance is connected in series with a series inductance Lβ «0.4 nH with a parallel connection of a forward resistance /? D« 1 Ohm in series with a switch S symbolizing the ideal diode and another series connection of a resistor i connected in parallel with the series connection Rd, S ? s «5 ohms with a capacitance Cs« 0.5 pF.

Eine erfindungsgemäße Anordnung ist in Fig.2 dargestellt. Der Generator G mit dem Innenwiderstand Zi ist über den ersten Entkopplungskondensator Ce 1 an den Eingang E einer λ/4-langen Leitung L1 mit dem praktisch reellen Wellenwiderstand Zi angeschlossen. Die Leitung Li wurde als Vierpol dargestellt, deren zweiter Eingang mit dem zweiten Anschluß des Generators G verbunden ist. Zwischen die beiden Ausgänge der Leitung Li- dies sind die Einzelleiter LIl und L12 - ist die PIN-Diode D als Querglied angeschaltet, der eine zweite λ/4-Leitung LI nachgeschaltet ist, an deren Ausgang A ein Verbraucher Zv über einen zweiten Entkopplungskondensator Ce2 angeschaltet ist. Parallel zu dieser Anordnung ist ein weiterer Vierpol K geschaltet, der die Kompensationsschaltung — einen zwischen Eingang .E und Ausgang A der Anordnung geschalteten Kompensationswiderstand Rk enthält, dem eine Kompensationskapazität Ck parallelgeschaltet sein kann.An arrangement according to the invention is shown in FIG. The generator G with the internal resistance Zi is connected via the first decoupling capacitor Ce 1 to the input E of a λ / 4-long line L 1 with the practically real characteristic impedance Zi . The line Li was shown as a quadrupole, the second input of which is connected to the second connection of the generator G. Between the two outputs of the line Li - these are the individual conductors LIl and L 12 - the PIN diode D is connected as a cross member, followed by a second λ / 4 line LI , at whose output A a consumer Zv via a second decoupling capacitor Ce2 is turned on. In parallel with this arrangement, another four-pole K is connected, which contains the compensation circuit - a compensation resistor Rk connected between input .E and output A of the arrangement, to which a compensation capacitance Ck can be connected in parallel.

Die Leitungen L1 und L 2 haben den Wellenwiderstand Zu der im allgemeinen gleich oder ähnlich dem Generatorwiderstand Z/ und dem Verbraucherwiderstand Zyist.The lines L 1 and L 2 have the characteristic impedance Zu which is generally the same or similar to the generator resistance Z / and the consumer resistance Zy.

Wenn in F i g. 1 die parallel zum Verbraucher geschaltete PIN-Diode D aufgrund ihres restlichen Durchlaßwiderstandes Rd von ca. 1 Ohm und der durch ihre mechanischen Abmessungen bestimmten Längsinduktivität Ld keinen idealen Kurzschluß darstellt, bleibt am Ankoppelpunkt der Diode eine Restspannung erhalten. Vom Verbraucher aus gesehen, bewirkt diese Restspannung, daß die PIN-Diode als Quelle erscheint,If in Fig. 1 the PIN diode D connected in parallel to the consumer does not represent an ideal short circuit due to its remaining forward resistance Rd of approx. 1 ohm and the series inductance Ld determined by its mechanical dimensions, a residual voltage remains at the coupling point of the diode. As seen by the consumer, this residual voltage causes the PIN diode to appear as a source,

die eine sich in Richtung zum Verbraucher ausbreitende Welle erzeugt. Damit ist aber die Entkopplung begrenzt. Eine Kompensation der Restspannungsquelle — der PIN-Diode — muß möglich sein, wenn man eine genügend breitbandige Kompensationsschaltung findet, die gleichzeitig bei offener, also hochohmiger Diode den Energiefluß zum Verbraucher möglichst wenig stört. Diese Schaltung ist in Fig.2 dargestellt und soll näher erläutert werden. Bei sperrendem PIN-Diodenschalter ist die Diode D leitend. Hierbei ist der Durchlaßwiderstand Rd kleiner 1 Ohm; die Impedanz der Längsinduktivität Ld liegt bei einer Arbeitsfrequenz von ca. 1 GHz in der gleichen Größenordnung. Die zu Rd parallelliegende Reihenschaltung des Widerstandes Rb und des Kondensators Cs wird bei diesen Betrachtungen vernachlässigt Die am Eingang E der Leitung Ll liegende Spannung U\ entspricht betragmäßig praktisch der Leerlaufspannung des Generators G, weil die Diodenimpedanz Xd=Rd+J(^Ld über die λ/4-Leitung L1 in den hochohmigen Widerstand —^- transformiertwhich generates a wave that propagates towards the consumer. However, this limits the decoupling. Compensation of the residual voltage source - the PIN diode - must be possible if a sufficiently broadband compensation circuit can be found which at the same time disrupts the flow of energy to the consumer as little as possible when the diode is open, i.e. high-resistance. This circuit is shown in Fig.2 and will be explained in more detail. When the PIN diode switch is blocking, diode D is conductive. Here the forward resistance Rd is less than 1 ohm; the impedance of the series inductance Ld is of the same order of magnitude at an operating frequency of approx. 1 GHz. The lying parallel to Rd series circuit of the resistor Rb and the capacitor Cs is at these considerations neglected, the voltage U \ at the input E of the line Ll corresponds magnitude practically the open circuit voltage of the generator G, because the diode impedance Xd = Rd + J (^ Ld on the λ / 4 line L 1 in the high resistance - ^ - transformed

XdXd

wird, der die Quelle nur schwach belastet. An der Diode steht jetzt eine Spannungwhich only weakly pollutes the source. There is now a voltage on the diode

Xk = Xk =

den Klemmen der Kompensationsimpedanz Xk die Spannung Uk=2 · U\ an. Die durch Rk bei Vernachlässigung von Lk verursachte Zusatzdämpfung beträgt mitthe terminals of the compensation impedance Xk apply the voltage Uk = 2 · U \ . The additional attenuation caused by Rk when Lk is neglected is included

72 7 2
RR.

2525th

Für die Spannung Uz am Verbraucherwiderstand Zv gilt ohne die Kompensationsschaltung KUz= -JUd; beide Spannungen Ud und Uz haben die gleiche reelle Amplitude aber 90° Phasenverschiebung. Wenn zusätzlich die im Kompensationszweig liegende Kompensationsimpedanz For the voltage Uz on consumer resistance Zv applies without the compensation circuit Kuz = -JUd; both voltages Ud and Uz have the same real amplitude but a 90 ° phase shift. If, in addition, the compensation impedance in the compensation branch

3535

die sich aus der Parallelschaltung von Rk und Ck errechnetwhich is calculated from the parallel connection of Rk and Ck

4040

angeschaltet wird, überlagern sich am Verbraucher die Spannung L/d und die über das Kompensationsnetzwerk K gelangende Spannung Uk o- Diese ist wegen der Phasenverdrehung der λ/4-Leitungen Li, L2 um 180° gegenüber der Spannung des Hauptweges in der Phase gedreht. Die resultierende Spannung U2 am Verbraucherwiderstand Zy wird 0, wenn die Bedingungis turned on, are superimposed at the consumer, the voltage L / d and the reaching over the compensation network K voltage Uk o- This is because of the phase rotation of the λ / 4 lines Li, L2 rotated by 180 ° relative to the voltage of the main path in the phase. The resulting voltage U 2 at the consumer resistor Zy becomes 0 if the condition

5050

erfüllt ist.is satisfied.

Bei leitendem PIN-Diodenschalter ist die PIN-Diode gesperrt, also hochohmig. Das entspricht dem geöffneten Schalter 5 in Fig. 1. Der im Nebenweg liegende Widerstand Rk in F i g. 2 beeinflußt jetzt die Durchlaßdämpfung, da ein kleiner Anteil der Generatorleistung in ihm verbraucht wird. Da die Spannungen U\ und Uz gegeneinander um 180° phasenverschoben sind, liegt an = 10 log ( 1 -4When the PIN diode switch is on, the PIN diode is blocked, i.e. high-resistance. This corresponds to the open switch 5 in FIG. 1. The resistor Rk in the bypass path in FIG. 2 now affects the transmission loss, since a small proportion of the generator power is consumed in it. Since the voltages U \ and Uz are 180 ° out of phase with each other, we have = 10 log (1 -4

dBdB

mit Z=Zi=Zv. Bei einem Abschlußwiderstand Zy= 50 Ohm ergibt sich eine Durchlaßdämpfung a = ca. 0,3 dB.with Z = Zi = Zv. With a terminating resistance Zy = 50 ohms, the result is a transmission attenuation a = approx. 0.3 dB.

Ist die Längsinduktivität Ld der PIN-Diode zu berücksichtigen, so kann sie durch den Kompensationskondensator Ck weitgehend kompensiert werden. If the series inductance Ld of the PIN diode has to be taken into account, it can be largely compensated for by the compensation capacitor Ck.

Die F i g. 3 zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen PIN-Diodenschalters in Schichttechnik. Die PIN-Diode D ist hier in der Bauform »Chip auf Niete« eingesetzt. Li und L 2 stellen die λ/4-Leitungen dar. Zur Kompensation der Diodenreaktanzen dienen der Kompensationswiderstand Rk und der Kompensationskondensator Ck- Der Kompensationskondensator Ck kann durch eine spezielle Leitungsführung nachgebildet werden, bei der die Leitungen L1 und L 2 symmetrisch ausgebildet sind und sich beim Übergang in die Zuleitungen Zl und Z 2 einander annähern. Der Eingang der Schaltung wurde entsprechend Fig. 1 mit E und der Ausgang mit A bezeichnet Als Masse dient die Kupferkaschierung auf der Rückseite der Schichtschaltung. Mit einer solchen Anordnung ist eine Sperrdämpfüng größer 60 dB erzielbar.The F i g. 3 shows the structure of the PIN diode switch according to the invention using layer technology. The PIN diode D is used here in the form of “chip on rivet”. Li and L 2 represent the λ / 4 lines. In order to compensate for the Diodenreaktanzen serve to compensate resistance Rk and the compensation capacitor Ck The compensation capacitor C k can be modeled by a special wiring, wherein the lines L 1 and L are symmetrical 2 and approach each other at the transition to the supply lines Z1 and Z2. The input of the circuit was denoted by E and the output by A according to FIG. 1. The copper cladding on the back of the layer circuit serves as ground. With such an arrangement a blocking attenuation of more than 60 dB can be achieved.

Eine Variante zur Erhöhung der Bandbreite ist in Fig.4 dargestellt Bei dieser Anordnung wurde der Kompensationswiderstand Rk durch zwei Kompensationswiderstände Rk\ und Rk2 ersetzt. Die Kompensationswiderstände Rr 1 und Rk2 sind hierbei in einem Abstand AL\ kleiner λ/4 angeordnet. Der Abstand ALi des zweiten Kompensationswiderstandes Rk2 zur Diode D ist ebenfalls kleiner als λ/4. Es ergibt sich der in Kurve 3 der F i g. 5 dargestellte Verlauf der Sperrdämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz / Durch Variation der Leitungslängen AL\ und AL2 können unterschiedlich breite Dämpfungskurven erzielt werden. Zum Vergleich wurde der Dämpfungsverlauf der Schaltungsanordnung in Fig.2 als Kurvei eingezeichnet. Die Kurve 2 zeigt den Dämpfungsverlauf der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 bei einem Abschluß mit einem Verbraucherwiderstand Zv= 50 Ohm und der Wellenwiderstand Zl=70 Ohm der Leitungen Li und L 2, die Kurve 4 zeigt zum Vergleich eine unkompensierte Diode.A variant for increasing the bandwidth is shown in FIG . 4. In this arrangement, the compensation resistor Rk has been replaced by two compensation resistors Rk \ and Rk2. The compensation resistors Rr 1 and Rk2 are arranged at a distance AL \ smaller than λ / 4. The distance ALi between the second compensation resistor Rk2 and the diode D is also smaller than λ / 4. The result is that in curve 3 of FIG. 5 the course of the blocking attenuation as a function of the frequency / By varying the line lengths AL 1 and AL 2 , attenuation curves of different widths can be achieved. For comparison, the attenuation curve of the circuit arrangement was drawn in as a curve in FIG. Curve 2 shows the attenuation curve of the circuit arrangement according to FIG. 2 with a termination with a load resistance Zv = 50 ohms and the characteristic impedance Zl = 70 ohms of the lines Li and L 2, curve 4 shows an uncompensated diode for comparison.

Abschließend soll noch auf die Möglichkeit aufmerksam gemacht werden, durch Variation des PIN-Dioden-Steuerstromes das Dämpfungsmaximum zu verschieben. Dies ist dadurch möglich, daß der HF-Widerstand der PIN-Diode vom Steuerstrom abhängig ist Auf diese Weise ist es ähnlich wie bei der Änderung der Leitungslänge ALz möglich in einem bestimmten Frequenzbereich durch Einstellen des PIN-Dioden-Steuerstroms optimale Dämpfungswerte zu erreichen.Finally, attention should be drawn to the possibility of shifting the attenuation maximum by varying the PIN diode control current. This is possible because the HF resistance of the PIN diode is dependent on the control current. In this way, similar to changing the line length ALz, it is possible to achieve optimal attenuation values in a certain frequency range by setting the PIN diode control current.

I licr/.u 2 Blall ZeichnungenI licr / .u 2 blall drawings

Claims (13)

Patentansprüche:Patent claims: 1. PIN-Diodenschalter mit hoher Sperrdämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen s einem Eingang (E) und einem Ausgang (A) eine Anordnung mit zwei in Serie geschalteten invertierenden Vierpolen (L 1, L 2) vorgesehen ist, daß eine PIN-Diode (D) als Querzweig zwischen den Einzelleitern (LH, L12) der Leitungen im Verbindungspunkt dieser Vierpole (L 1, L 2) angeschaltet ist und daß zwischen Eingang (E) und Ausgang (A) ein Kompensationsnetzwerk (K) parallelgeschaltet ist.1. PIN diode switch with high blocking attenuation, characterized in that between an input (E) and an output (A) an arrangement with two series-connected inverting four-pole (L 1, L 2) is provided that a PIN diode (D) is connected as a cross-branch between the individual conductors (LH, L 12) of the lines at the connection point of these four-pole terminals (L 1, L 2) and that a compensation network (K) is connected in parallel between input (E) and output (A). 2. PIN-Diodenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als invertierende Vierpole λ/4-Leitungen (L 1, L 2) vorgesehen sjnd.2. PIN diode switch according to claim 1, characterized in that the inverting four-pole λ / 4 lines (L 1, L 2) are provided. 3. PIN-Diodenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die λ/4-Leitungen (Li, L 2) und das Kompensationsnetzwerk (K) eine gemeinsame Masseleitung (L 12) haben.3. PIN diode switch according to claim 1, characterized in that the λ / 4 lines (Li, L 2) and the compensation network (K) have a common ground line (L 12). 4. PIN-Diodenschalter nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsnetzwerk aus einer Parallelschaltung eines Kompensationswiderstandes (Rk) und eines Kompensationskondensators (Ck) im Längszweig besteht4. PIN diode switch according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the compensation network consists of a parallel connection of a compensation resistor (Rk) and a compensation capacitor (Ck) in the series branch 5. PIN-Diodenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der PIN-Diodenschalter in Schichttechnik ausgeführt ist und die λ/4-Leitungen (Ll, L 2) als gedruckte Leiterbahnen ausgeführt sind.5. PIN diode switch according to one of the preceding claims 2 to 4, characterized in that the PIN diode switch is designed in layer technology and the λ / 4 lines (Ll, L 2) are designed as printed conductor tracks. 6. PIN-Diodenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die « Kompensationskapazität (Ck) durch eine besondere Ausgestaltung der Zuleitungen (Zl, Z2) der λ/4-Leitungen (L 1, L 2) gebildet wird.6. PIN diode switch according to one of the preceding claims, characterized in that the «compensation capacitance (Ck) is formed by a special design of the supply lines (Zl, Z2) of the λ / 4 lines (L 1, L 2) . 7. PIN-Diodenschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationskapazität (Ck) durch Annäherung der Zuleitungen (Zl, Z2) gegeneinander und der λ/4-Leitungen (Ll, L 2) gegeneinander im Verbindungsbereich zwischen Zuleitungen (Zi, Z2) und λ/4-Leitungen (Ll, L2) gebildet wird.7. PIN diode switch according to claim 6, characterized in that the compensation capacitance (Ck) by approaching the supply lines (Zl, Z2) against each other and the λ / 4 lines (Ll, L 2) against each other in the connection area between the supply lines (Zi, Z2 ) and λ / 4 lines (Ll, L2) is formed. 8. PIN-Diodenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Bandbreite zwei Kompensationswiderstände (Rk u Rk2) im Abstand AL\ kleiner λ/4 voneinander angeordnet sind und der Abstand [ALi) zwischen der PIN-Diode (D) und dem nächsten Kompensationswiderstand kleiner als λ/4 ist (F ig. 4).8. PIN diode switch according to one of the preceding claims, characterized in that to increase the bandwidth, two compensation resistors (Rk u Rk2) are arranged at a distance AL \ less than λ / 4 from each other and the distance [ALi) between the PIN diode (D ) and the next compensation resistor is smaller than λ / 4 (Fig. 4). 9. PIN-Diodenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Bandbreite eine Fehlanpassung des Verbraucherwiderstandes (Zv) zu dem Wellenwiderstand (Zl) der λ/4-Leitungen (L 1, L 2) erfolgt.9. PIN diode switch according to one of the preceding claims, characterized in that a mismatch of the consumer resistance (Zv) to the characteristic impedance (Zl) of the λ / 4 lines (L 1, L 2) takes place to increase the bandwidth. 10. PIN-Diodenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Änderung des PIN-Diodensteuerstromes vorgesehen ist, die das Dämpfungsmaximum frequenzmäßig ändert.10. PIN diode switch according to one of the preceding Claims, characterized in that a device for changing the PIN diode control current is provided that changes the attenuation maximum in terms of frequency. 11. PIN-Diodenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer einzigen PIN-Diode mindestens zwei Dioden, insbesondere drei Dioden, im Abstand von λ/4 zueinander angeordnet sind und daß ein Kompensationsnetzwerk (K) parallel zu dieser Anordnung zwischen dem Eingang (E) und dem Ausgang (^geschaltet ist.11. PIN diode switch according to one of the preceding claims, characterized in that instead of a single PIN diode at least two diodes, in particular three diodes, are arranged at a distance of λ / 4 from one another and that a compensation network (K) in parallel with this arrangement between the input (E) and the output (^ is switched. 12. PIN-Diodenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere PIN-Diodenschalter in Serie geschaltet werden.12. PIN diode switch according to one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that that several PIN diode switches are connected in series. 13. PIN-Diodenschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anordnung in Schichtschaltung ausgeführt ist.13. PIN diode switch according to claim 12, characterized in that this arrangement in Layer switching is carried out.
DE3047869A 1980-12-18 1980-12-18 PIN diode switch Expired DE3047869C1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3047869A DE3047869C1 (en) 1980-12-18 1980-12-18 PIN diode switch
AT81108177T ATE16059T1 (en) 1980-12-18 1981-10-09 PIN DIODE SWITCH.
EP81108177A EP0054645B1 (en) 1980-12-18 1981-10-09 Pin diode switch
YU02962/81A YU296281A (en) 1980-12-18 1981-12-16 Interrupter with a pin-diode
AU78595/81A AU529008B2 (en) 1980-12-18 1981-12-17 Pin diode switches

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3047869A DE3047869C1 (en) 1980-12-18 1980-12-18 PIN diode switch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3047869C1 true DE3047869C1 (en) 1982-05-27

Family

ID=6119579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3047869A Expired DE3047869C1 (en) 1980-12-18 1980-12-18 PIN diode switch

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0054645B1 (en)
AT (1) ATE16059T1 (en)
AU (1) AU529008B2 (en)
DE (1) DE3047869C1 (en)
YU (1) YU296281A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012208529A1 (en) 2012-05-22 2013-11-28 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Electronic switch i.e. radio frequency switch, for use in electronic commutator, has compensation elements arranged such that compensation elements partly compensate voltage-dependant curve of switching elements connecting terminals

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3534980A1 (en) * 1985-10-01 1987-04-02 Licentia Gmbh Waveguide switch

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3775708A (en) * 1973-01-12 1973-11-27 Anaren Microwave Inc Microwave signal attenuator
US3859609A (en) * 1973-07-23 1975-01-07 Texas Instruments Inc Absorptive pin attenuators
JPS52129263A (en) * 1976-04-22 1977-10-29 Nec Corp Variable attenuator
JPS6056330B2 (en) * 1977-05-06 1985-12-10 日本電気株式会社 AD conversion circuit with adjustment mechanism
JPS53136952A (en) * 1977-05-06 1978-11-29 Fujitsu Ltd High-frequency switch
JPS55109019A (en) * 1979-02-15 1980-08-21 Victor Co Of Japan Ltd Pin diode switch circuit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012208529A1 (en) 2012-05-22 2013-11-28 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Electronic switch i.e. radio frequency switch, for use in electronic commutator, has compensation elements arranged such that compensation elements partly compensate voltage-dependant curve of switching elements connecting terminals
US9077337B2 (en) 2012-05-22 2015-07-07 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Electronic switch with compensation of non-linear distortions
DE102012208529B4 (en) 2012-05-22 2018-10-18 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Electronic switch with compensation of non-linear distortions

Also Published As

Publication number Publication date
EP0054645B1 (en) 1985-10-09
AU7859581A (en) 1982-06-24
AU529008B2 (en) 1983-05-19
EP0054645A2 (en) 1982-06-30
YU296281A (en) 1984-06-30
EP0054645A3 (en) 1982-12-01
ATE16059T1 (en) 1985-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4344333C2 (en) High frequency switch
DE2645898C2 (en)
DE2645899A1 (en) PHASE SHIFTER IN THE FORM OF A PI CIRCUIT
DE3638748A1 (en) CAPACITIVE DISCONNECT
DE3301492C2 (en) Microwave oscillator
DE3810674C2 (en)
DE3832293A1 (en) ADJUSTMENT CIRCUIT
EP0947030B1 (en) Microwave filter
EP0063819B1 (en) Microwave balanced mixer circuit using microstrip transmission lines
DE1947255A1 (en) Microwave phase shifter
DE60223479T2 (en) Adapted broadband switching matrix with active diode isolation
DE2240855A1 (en) BALANCING DEVICE
DE3047869C1 (en) PIN diode switch
DE60226053T2 (en) COMPACT 180-Degree PHASE SHIFTER
DE2062038A1 (en) Integrated high frequency circuit
DE2611712C3 (en) Broadband waveguide mixer
DE2152009A1 (en) Highest frequency phase shifter for a phase shift of zero or pi
DE2015579C3 (en) Holder and connection device for a semiconductor microwave oscillator
DE69829504T2 (en) ARTIFICIAL MANAGEMENT
DE2352712A1 (en) WAVE LINE WITH LOCKING CAPACITOR
DE60320271T2 (en) Adapted variable microwave attenuator
EP0101612B1 (en) Oscillator with a dipole as the active element
EP0687062A1 (en) Analog phase shifter for small control voltages
DE3322039C2 (en)
DE19860379A1 (en) Power divider for high frequency signals

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8339 Ceased/non-payment of the annual fee