EP0054645B1 - PIN-Dioden-Schalter - Google Patents

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EP0054645B1
EP0054645B1 EP81108177A EP81108177A EP0054645B1 EP 0054645 B1 EP0054645 B1 EP 0054645B1 EP 81108177 A EP81108177 A EP 81108177A EP 81108177 A EP81108177 A EP 81108177A EP 0054645 B1 EP0054645 B1 EP 0054645B1
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EP
European Patent Office
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pin
diode
lines
compensation
diode switch
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EP81108177A
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EP0054645A3 (en
Inventor
Manfred Wondrowitz
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/15—Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices

Definitions

  • the invention relates to a PIN diode switch with high blocking attenuation, which, between an input for the signal to be switched and an output, has an arrangement of two four-terminal poles connected in series, which phase-shift the signal to be switched by 90 ° at the operating frequency. in which a PIN diode is switched on as a cross-branch between the connection of the two four-pin connections and a common ground line.
  • PIN diodes are often used for switching tasks.
  • PIN diodes have an effective resistance for HF, the size of which depends on the strength of an impressed control direct current. If no direct current flows through the PIN diode, then it only has a small, very low-loss capacity without parametric effects.
  • the capacitance is independent of the RF voltage applied.
  • PIN diodes are generally parallel to the consumer. Since the forward resistance of the switched PIN diode is in the order of magnitude between 0.5 and 1 ohm, the required values for the blocking attenuation are usually not achieved in practice with a single diode, but networks of PIN diodes are required. As a basic circuit, networks with three PIN diodes, which are connected as a ⁇ element or T element (electronics practice, No. 12, December 1972, pages 14 to 22), are known.
  • a high attenuation PIN diode switch is known from JP-A-5212963.
  • the PIN diode switch essentially consists of two ⁇ / 4 lines connected in series and a PIN diode which is connected to ground from the connection point of the X / 4 lines.
  • Diode chains are also used for microwave switches, in which several PIN diodes are coupled to one another via so-called inverting elements (four-pole) - in the microwave range these are preferably X / 4 lines.
  • the «inverting elements rotate the phase of the voltage by 90 ° at the operating frequency.
  • all diodes are grounded on one side and always have the same switching status with each other (see above electronics practice, US-A-3 859 609).
  • the object of the invention is to provide a PIN diode switch which, with little circuit complexity, has a high blocking attenuation and a low pass loss.
  • the object is achieved in that between the input and the output a compensation network for compensating for the residual voltage coming from the input to the output in the case of a conductive PIN diode is switched on.
  • the circuit is particularly simple if the two four-pole are ⁇ / 4 lines.
  • the invention is based on the knowledge that a higher blocking attenuation is possible through compensation.
  • the circuit arrangement is particularly simple and space-saving.
  • the PIN diode is switched between two X / 4 lines.
  • a compensation network is connected in parallel with the A / 4 lines. With this arrangement, much higher attenuation than 25 dB is achieved.
  • RF losses are generally lower than diode networks.
  • the area requirement decreases and a compensation of undesirable diode reactances is largely possible.
  • the) £ / 4 lines and the compensation network have a common ground line. These measures make the diode switch and the compensation network particularly simple.
  • a PIN diode connected in parallel to the consumer and one-sided to ground is the most effective solution above approx. 1 GHz.
  • the compensation network is also particularly simple.
  • the compensation network consists of a parallel connection of a Compensation resistor and a compensation capacitor in the series branch.
  • This simple parallel connection of a resistor with a capacitance means that the PIN diode can be compensated over a wide range.
  • the PIN diode switch is implemented using layer technology and the X / 4 lines are implemented as printed conductor tracks.
  • This circuit is characterized by a particularly small footprint. The entire back of the printed circuit serves as a ground.
  • the compensation capacity is formed by a special configuration of the supply lines of the X / 4 lines.
  • the compensation capacity is generated by a special line routing.
  • Fig. 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 C E1 .
  • the generator G here symbolizes the source of a signal to be switched.
  • the terminating resistor Z v is connected to the other end of the line L via a second decoupling capacitor CE2.
  • the PIN diode D is connected between the line L and ground in parallel to the consumer Z v or in parallel to the generator G.
  • the equivalent circuit diagram of the PIN diode consists of a parallel capacitance CP ⁇ 0.3 pF, which is parallel to the connection terminals of the PIN diodes.
  • FIG. 2 An arrangement according to the invention is shown in FIG. 2.
  • the generator G with the internal resistance Z is connected via the first decoupling capacitor C E1 to the input E of a ⁇ / 4-long line L1 with the practically real characteristic impedance Z L.
  • the line L1 was shown as a four-pole, the second input of which is connected to the second connection of the generator G.
  • the PIN diode D is connected as a cross member, which is followed by a second ⁇ / 4 line L2, at the output A of which a consumer Z v is connected via a second decoupling capacitor C E2 is switched on.
  • a further four-pole K is connected, which contains the compensation circuit -a compensation resistor R K connected between input E and output A of the arrangement, to which a compensation capacitance C K can be connected in parallel.
  • the lines L1 and L2 have the characteristic impedance Z L , which is generally the same or similar to the generator resistance Z l and the consumer resistance Zv.
  • the PIN diode D connected in parallel to the consumer does not represent an ideal short circuit due to its remaining forward resistance R D of approx. 1 ohm and the longitudinal inductance L D determined by its mechanical dimensions, a residual voltage remains at the coupling point of the diode. Seen from the consumer, this residual voltage causes the PIN diode to appear as a source that generates a wave propagating towards the consumer. However, the decoupling is limited.
  • the longitudinal inductance L D of the PIN diode is to be taken into account, it can be largely compensated for by the compensation capacitor C K.
  • FIG. 3 shows the structure of the PIN diode switch according to the invention in layered technology.
  • the PIN diode D is here in the design. «Chip on rivet inserted.
  • L1 and L2 represent the ⁇ / 4 lines.
  • the compensation resistor R K and the compensation capacitor C K serve to compensate the diode reactances.
  • the compensation capacitor C K can be simulated by a special line routing, in which the lines L 1 and L 2 are formed symmetrically and approach one another during the transition into the supply lines Z1 and Z2.
  • the input of the circuit was designated E and the output A according to FIG. 2.
  • the copper cladding on the back of the layer circuit serves as the ground. With such an arrangement, blocking attenuation greater than 60 dB can be achieved.
  • FIG. 4 A variant for increasing the bandwidth is shown in FIG. 4.
  • the compensation resistor R K was replaced by two compensation resistors R K1 and R K2 .
  • the compensation resistors R K1 and R K2 are arranged at a distance ⁇ L 1 smaller than ⁇ / 4.
  • the distance ⁇ L 2 of the second compensation resistor R K2 to the diode D is also less than ⁇ / 4.
  • the curve of the blocking attenuation as a function of the frequency f is shown in curve 3 of FIG. 5.
  • the damping curve of the circuit arrangement according to FIG. 2 was drawn in as curve 1.

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Attenuators (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen PIN-Dioden-Schalter mit hoher Sperrdämpfung, der zwischen einem Eingang für das zu schaltende Signal und einem Ausgang eine Anordnung zweier in Serie geschalteter Vierpole, die eine Phasendrehung des zu schaltenden Signals von 90° bei der Betriebsfrequenz vornehmen, aufweist, bei der als Querzweig zwischen der Verbindung der beiden Vierpole und einer gemeinsamen Masseleitung eine PIN-Diode eingeschaltet ist.
  • 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.
  • 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 als 1 Ohm absinkt.
  • 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 π-Glied oder T-Glied (elektronikpraxis, Nr. 12, Dezember 1972, S. 14 bis 22) geschaltet sind, bekannt. Besonders nachteilig ist es, daß der Schaltzustand der Dioden im Längszweig immer ein anderer sein muß als der Schaltzustand der Dioden in den Querzweigen des π- oder T-Gliedes. Es sind daher zur Ansteuerung 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.
  • Ein PIN-Diodenschalter mit hoher Dämpfung ist aus JP-A-5212963 bekannt. Der PIN-Dioden- Schalter besteht im wesentlich aus zwei in Serie geschalteten \/4-Leitungen und einer PIN-Diode, die vom Verbindungspunkt der X/4-Leitungen nach Masse geschaltet ist.
  • Für Mikrowellenschalter werden auch Diodenketten verwendet, bei denen mehrere PIN-Dioden über sog. invertierende Glieder (Vierpole) - im Mikrowellenbereich sind diese vorzugsweise X/4-Leitungen - miteinander verkoppelt sind. Die « invertierenden Glieder drehen die Phase der Spannung um 90° bei der Betriebsfrequenz. Hier liegen alle Dioden einseitig auf Masse und haben untereinander immer den gleichen Schaltzustand (a.a.O. elektronikpraxis, US-A-3 859 609).
  • 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-Dioden 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 zu einer Reduzierung der Sperrdämpfung führen. Weiter ist zu berücksichtigen, daß die elektrisch 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.
  • Als weitere Nachteile von herkömmlichen PIN-Dioden-Netzwerken sind noch zu nennen :
    • 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.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen PIN-Dioden-Schalter anzugeben, der bei geringem Schaltungsaufwand eine hohe Sperrdämpfung und eine geringe Durchlaßdämpfung aufweist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein Kompensationsnetzwerk zur Kompensation der bei leitender PIN-Diode vom Eingang an den Ausgang gelangenden Restspannung eingeschaltet ist.
  • Die Schaltung wird besonders einfach, wenn die beiden Vierpole λ/4-Leitungen sind.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine höhere Sperrdämpfung durch Kompensation möglich ist. Die Schaltungsanordnung ist besonders einfach und platzsparend. Die PIN-Diode ist zwischen zwei X/4-Leitungen eingeschaltet. Parallel zu den A/4-Leitungen ist ein Kompensationsnetzwerk geschaltet. Mit dieser Anordnung wird eine weitaus 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 großen Teil möglich.
  • Vorteilhaft ist es, daß die )£/4-Leitungen und das Kompensationsnetzwerk eine gemeinsame Masseleitung haben. Durch diese Maßnahmen wird der Diodenschalter und das Kompensationsnetzwerk 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 wird besonders einfach.
  • 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 breitbandig kompensierbar.
  • Es ist zweckmäßig, wenn der PIN-Diodenschalter in Schichttechnik ausgeführt ist und die X/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.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Kompensationskapazität durch eine besondere Ausgestaltung der Zuleitungen der X/4-Leitungen gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Kompensationskapazität durch eine spezielle Leitungsführung erzeugt.
  • Die weiteren Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Figuren 1 bis 5 beschrieben.
  • Es zeigen :
    • Figur 1 das Prinzipschaltbild eines PIN-Dioden-Schalters,
    • Figur 2 eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der PIN-Diode,
    • Figur 3 ein Ausführungsbeispiel des PIN-Dioden-Schalters,
    • Figur 4 ein Ausführungsbeispiel zur breitbandigen Kompensation und
    • Figur 5 ein Dämpfungsdiagramm zur breitbandigen Kompensation.
  • Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines PIN-Dioden-Schalters. Ein Generator G mit dem Innenwiderstand Z, ist über einen Entkopplungskondensator CE1 an eine Leitung L angeschlossen. Der Generator G symbolisiert hier die Quelle eines zu schaltenden Signals.
  • Über einen zweiten Entkopplungskondensator CE2 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 Zv bzw. parallel zum Generator G geschaltet. Das Ersatzschaltbild der PIN-Diode besteht aus einer Parallelkapazität CP ≈ 0,3 pF, die parallel zu den Anschlußklemmen der PIN-Dioden liegt. Zu dieser Kapazität ist eine Reihenschaltung einer Längsinduktivität LD ≈ 0,4 nH in Serie mit einer Parallelschaltung eines Durchlaßwiderstandes RD ≈ 1 Ohm in Serie mit einem die ideale Diode symbolisierenden Schalter S und einer zur Serienschaltung RD, S parallelgeschalteten weiteren Serienschaltung eines Widerstandes RB ≈ 5 Ohm mit einer Kapazität Cs ≈ 0,5 pF angeordnet.
  • Eine erfindungsgemäße Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Der Generator G mit dem Innenwiderstand Z, ist über den ersten Entkopplungskondensator CE1 an den Eingang E einer λ/4-langen Leitung L1 mit dem praktisch reellen Wellenwiderstand ZL angeschlossen. Die Leitung L1 wurde als Vierpol dargestellt, deren zweiter Eingang mit dem zweiten Anschluß des Generators G verbunden ist. Zwischen die beiden Ausgänge der Leitung L1 -dies sind die Einzelleiter L11 und L12―ist die PIN-Diode D als Querglied angeschaltet, der eine zweite λ/4-Leitung L2 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.
  • Die Leitungen L1 und L2 haben den Wellenwiderstand ZL, der im allgemeinen gleich oder ähnlich dem Generatorwiderstand Zl und dem Verbraucherwiderstand Zv ist.
  • Wenn in Fig. 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, 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-Dioden-Schalter ist die Diode D leitend. Hierbei ist der Durchlaßwiderstand RD kleiner als 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 L1 liegende Spannung U1 entspricht betragmäßig praktisch der Leerlaufspannung des Generators G, weil die Diodenimpedanz XD = RD + jwLD über die λ/4-Leitung L1 in den hochohmigen Widerstand ZL2/XD transformiert wird, der die Quelle nur schwach belastet. An der Diode steht jetzt eine Spannung
    Figure imgb0001
  • Für die Spannung U2 am Verbraucherwiderstand Zv gilt ohne die Kompensationsschaltung K U2 = -jUD; beide Spannungen UD und U2 haben die gleiche reelle Amplitude, aber 90° Phasenverschiebung. Wenn zusätzlich die im Kompensationszweig liegende Kompensationsimpedanz XK = ZL 2/XD,. die sich aus der Parallelschaltung von RK und CK zu
    Figure imgb0002
    errechnet, angeschaltet wird, überlagern sich am Verbraucher die Spannung UD und die über das Kompensationsnetzwerk K gelangende Spannung UKO. Diese ist wegen der Phasenverdrehung der λ/4-Leitungen L1, L2 um 180° gegen über der Spannung des Hauptweges in der Phase gedreht. Die resultierende Spannung U2 am Verbraucherwiderstand Zv wird 0, wenn die Bedingung
    Figure imgb0003
    erfüllt ist.
  • Bei leitendem PIN-Dioden-Schalter ist die PIN-Diode gesperrt, also hochohmig. Das entspricht dem geöffneten Schalter S in Fig. 1. Der im Nebenweg liegende Widerstand RK in Fig. 2 beeinflußt jetzt die Durchlaßdämpfung, da ein kleiner Anteil der Generatorleistung in ihm verbraucht wird. Da die Spannungen U1 und U2 gegeneinander um 180° phasenverschoeben sind, liegt an den Klemmen der Kompensationsimpedanz XK die Spannung UK = 2 U, an. Die durch RK bei Vernachlässigung von LK verursachte Zusatzdämpfung beträgt mit
    Figure imgb0004
    Figure imgb0005
    mit Z = Z, = Zv. Bei einem Abschlußwiderstand Zv = 50 Ohm ergibt sich eine Durchlaßdämpfung a = ca. 0,3 dB.
  • Ist die Längsinduktivität LD der PIN-Diode zu berücksichtigen, so kann sie durch den Kompensationskondensator CK weitgehend kompensiert werden.
  • Die Fig. 3 zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen PIN-Dioden-Schalters in Schichttechnik. Die PIN-Diode D ist hier in der Bauform. « Chip auf Niete eingesetzt. L1 und L2 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 L2 symmetrisch ausgebildet sind und sich beim Übergang in die Zuleitungen Z1 und Z2 einander annähern. Der Eingang der Schaltung wurde entsprechend Fig. 2 mit E und der Ausgang mit A bezeichnet. Als Masse dient die Kupferkaschierung auf der Rückseite der Schichtschaltung. Mit einer solchen Anordnung ist eine Sperrdämpfung größer als 60 dB erzielbar.
  • Eine Variante zur Erhöhung der Bandbreite ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Anordnung wurde der Kompensationswiderstand RK durch zwei Kompensationswiderstände RK1 und RK2 ersetzt. Die Kompensationswiderstände RK1 und RK2 sind hierbei in einem Abstand ΔL1 kleiner als λ/4 angeordnet. Der Abstand ΔL2 des zweiten Kompensationswiderstandes RK2 zur Diode D ist ebenfalls kleiner als λ/4. Es ergibt sich der in Kurve 3 der Fig. 5 dargestellte Verlauf der Sperrdämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz f. Durch Variation der Leitungslängen ΔL1 und ΔL2 können unterschiedlich breite Dämpfungskurven erzielt werden. Zum Vergleich wurde der Dämpfungsverlauf der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 als Kurve 1 eingezeichnet. Die Kurve 2 zeigt den Dämpfungsverlauf der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 bei einem Abschluß mit einem Verbraucherwiderstand Zv = 50 Ohm und einem Wellenwiderstand ZL = 70 Ohm der Leitungen L1 und L2, die Kurve 4 zeigt zum Vergleich eine unkompensierte Diode.
  • 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 AL2 möglich in einem bestimmten Frequenzbereich durch Einstellen des PIN-Dioden-Steuerstromes optimale Dämpfungswerte zu erreichen.

Claims (13)

1. PIN-Dioden-Schalter mit hoher Sperrdämpfung, der zwischen einem Eingang (E) für das zu schaltende Signal (U1) und einem Ausgang (A) eine Anordnung zweier in Serie geschalteter Vierpole (L1, L2), die eine Phasendrehung des zu schaltenden Signals von 90° bei der Betriebsfrequenz vornehmen, aufweist, bei der als Querzweig zwischen der Verbindung der Beiden Vierpole (L1, L2) und einer gemeinsamen Masseleitung (L12) eine PIN-Diode (D) eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingang (E) und dem Ausgang (A) ein Kompensationsnetzwerk (K) zur Kompensation der bei leitender PIN-Diode (D) vom eingang (E) an den Ausgang (A) gelangenden Restspannung eingeschaltet ist.
2. PIN-Dioden-Schalter nach Patentanspruch 1, bei dem die beiden Vierpole (L1, L2) λ/4-Leitungen sind.
3. PIN-Dioden-Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die λ/4-Leitungen (L1, L2) und das Kompensationsnetzwerk (K) eine gemeinsame Masseleitung (L12) haben.
4. PIN-Dioden-Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsnetzwerk aus einer Parallelschaltung eines Kompensationswiderstandes (RK) und eines Kompensationskondensators (CK) im Längszweig besteht.
5. PIN-Dioden-Schalter nach Anspruch 4 und Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationskondensator (CK) durch eine besondere Ausgestaltung der Zuleitungen (Z1, Z2) der λ/4-Leitungen (L1, L2) gebildet wird.
6. PIN-Dioden-Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationskondensator (CK) durch Annäherung der Zuleitungen (Z1, Z2) gegeneinander und der X/4-Leitungen (L1, L2) gegeneinander im Verbindungsbereich zwischen Zuleitungen (Z1, Z2) und λ/4-Leitungen (L1, L2) gebildet wird.
7. PIN-Dioden-Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Bandbreite zwei Kompensationswiderstände (RK1, RK2) vorgesehen sind, von denen der erste (RK1) Eingang (E) und Ausgang (A) miteinander verbindet und der zweite (RK2) zwei jeweils in einem Abstand (ΔL1) kleiner als A/4 vom Eingang (E) bzw. Ausgang (A) entfernte Punkte der λ/4-Leitungen miteinander verbindet, so daß der Abstand (ΔL2) zwischen der PIN-Diode (D) und dem zweiten Kompensationswiderstand kleiner als λ/4 ist (Fig. 4).
8. PIN-Dioden-Schalter nach Anspruch 2 oder einem der davon abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der PIN-Dioden-Schalter in Schichttechnik ausgeführt ist und die X/4-Leitungen (L1, L2) als gedruckte Leiterbahnen ausgeführt sind.
9. PIN-Dioden-Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Änderung des PIN-Dioden-Steuerstromes vorgesehen ist, durch die das Dämpfungsmaximum innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs verschiebbar ist.
10. PIN-Dioden-Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere, insbesondere zwei weiter PIN-Dioden im Abstand von·λ/4 zur (ersten) PIN-Diode (D) bzw. zueinander angeordnet sind und das Kompensationsnetzwerk (K) diese Anordnung zwischen dem Eingang (E) und dem Ausgang (A) insgesamt überbrückt.
11. PIN-Dioden-Schalter nach Anspruch 2 oder einem der davon abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Bandbreite der an den Ausgang (A) angeschlossene Verbraucherwiderstand (Zv) zu dem Wellenwiderstand (ZJ der X/4-Leitungen (L1, L2) fehlangepaßt ist.
12. Serienschaltung von mehreren PIN-Dioden-Schaltern nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
13. Serienschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Schichtschaltung ausgeführt ist.
EP81108177A 1980-12-18 1981-10-09 PIN-Dioden-Schalter Expired EP0054645B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3047869 1980-12-18
DE3047869A DE3047869C1 (de) 1980-12-18 1980-12-18 PIN-Diodenschalter

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