PL198340B3 - Ogranicznik mocy mikrofalowej - Google Patents

Abstract

Ogranicznik mocy mikrofalowej zbudowany z odcinków linii transmisyjnych mikropaskowych i symetrycznych linii paskowych, w których umieszczone są mikrofalowe diody ograniczające, według patentu nr PL 185065, znamienny tym, że pomiędzy wejściową i wyjściową linię transmisyjną o impedancji równej 50 Ω włączone są na przemian, odcinki linii transmisyjnej o impedancji większej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego (wMi) jest mniejsza od szerokości przewodu wewnętrznego (wo) odcinka linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω, z odcinkami linii transmisyjnej o impedancji mniejszej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego (wDl) jest większa od szerokości przewodu wewnętrznego (wo) linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω, przy czym strukturę ogranicznika tworzy n odcinków linii transmisyjnej, których szerokość przewodu wewnętrznego (wMi) o impedancji mniejszej od 50 Ω jest mniejsza od szerokości odcinka linii o impedancji równej 50 Ω oraz n-1 odcinków linii transmisyjnej o impedancji większej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego (wD1) jest większa od szerokości odcinka linii (wo) o impedancji równej 50 Ω, a ponadto w k odcinkach linii transmisyjnej, których szerokość przewodu wewnętrznego (wMi) o impedancji mniejszej od 50 Ω jest większa od szerokości przewodu wewnętrznego (wo) linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω są dołączone równolegle odcinek linii transmisyjnej zwartej (wSi), odcinek linii transmisyjnej rozwartej (wri) oraz co najmniej jedna dioda mikrofalowa (Dk).

Description

Opis wynalazku

Przedmiot wynalazku:

Przedmiotem wynalazku jest ogranicznik mocy mikrofalowej wykonany w technice linii planarnych, przeznaczony do stosowania w mikrofalowych układach odbiorczych do zabezpieczenia stopni wejściowych odbiornika przed sygnałami o dużym poziomie mocy, pochodzącymi od własnego nadajnika lub odbieranymi z przestrzeni.

Ogranicznik mocy mikrofalowej według wynalazku jest zgłoszeniem dodatkowym do udzielonego patentu RP Nr 185065 pt. Ogranicznik mocy mikrofalowej.

Stan techniki:

Ograniczniki mocy mikrofalowej realizowane są w postaci odcinków linii transmisyjnych mikropaskowych i symetrycznych linii paskowych, w których umieszczone są mikrofalowe diody ograniczające. Znane są również rozwiązania ograniczników o strukturze filtrów pasmowych, w których diody umieszczone są w odległościach 1/4λ₀ od siebie, gdzie λ0 jest długością fali na środkowej częstotliwości pasma pracy. W płaszczyźnie włączenia diod ograniczających dołączane są indukcyjności i pojemności realizowane w technice stałych skupionych lub stałych rozłożonych, tworząc z impedancjami diod obwody rezonansowe. W układach ograniczników mocy mikrofalowej realizowanych w postaci linii transmisyjnych z rodzajem TEM z umieszczonymi w nich diodami, wraz ze wzrostem częstotliwości tłumienie ogranicznika maleje ze względu na coraz większy wpływ indukcyjności doprowadzeń diod ograniczających. Wartość tłumienia wnoszona na większych częstotliwościach może być niedostateczna do zabezpieczenia odbiornika. Ograniczniki mocy mikrofalowej o strukturze filtru pasmowego ze względu na okresowość charakterystyki filtrów mikrofalowych, w zakresie częstotliwości zbliżonych do częstotliwości harmonicznych pasma podstawowego nie wprowadzają wystarczająco dużego tłumienia na tych częstotliwościach. Jest to istotna wada znanych rozwiązań ponieważ na częstotliwościach harmonicznych nadajnik generuje sygnały pasożytnicze mogące powodować uszkodzenie odbiornika.

Istota wynalazku:

Ogranicznik mocy mikrofalowej według wynalazku wyróżnia się tym, że pomiędzy wejściową i wyjściową linię transmisyjną o impedancji równej 50 Ω, włączone są na przemian, odcinki linii transmisyjnej o impedancji większej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego jest mniejsza od szerokości przewodu wewnętrznego odcinka linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω, z odcinkami linii transmisyjnej o impedancji mniejszej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego jest większa od szerokości przewodu wewnętrznego linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω. Strukturę ogranicznika tworzy n odcinków linii transmisyjnej, których szerokość przewodu wewnętrznego o impedancji mniejszej od 50 Ω jest mniejsza od szerokości odcinka linii o impedancji równej 50 Ω oraz n-1 odcinków linii transmisyjnej o impedancji większej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego jest większa od szerokości odcinka linii o impedancji równej 50 Ω. Ponadto, w k odcinkach linii transmisyjnej, których szerokość przewodu wewnętrznego o impedancji mniejszej od 50 Ω jest większa od szerokości przewodu wewnętrznego linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω są dołączone równolegle odcinek linii transmisyjnej zwartej, odcinek linii transmisyjnej rozwartej oraz co najmniej jedna dioda mikrofalowa.

Wynalazek pozwala na ograniczenie pasma przenoszenia ogranicznika do użytecznego pasma pracy i wprowadzenia dużego tłumienia na częstotliwościach spoza pasma pracy. Tłumienie wprowadzane poza pasmem pracy nie zależy od parametrów ograniczających diody PIN, ponieważ wynika z własności struktury układu ogranicznika mocy według wynalazku.

Objaśnienie figur rysunku:

Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania, na rysunku, który przedstawia topologię układu ogranicznika mocy mikrofalowej.

Przykład wykonania wynalazku:

Układ ogranicznika mocy mikrofalowej utworzony jest z n odcinków linii transmisyjnej o impedancji większej od 50 Ω i szerokości przewodu wewnętrznego w_D1, w_D2, ..., w_Di, ..., w_Dn-1, w_Dn oraz z n-1 odcinków linii transmisyjnej o impedancji mniejszej od 50 Ω, o szerokości przewodu wewnętrznego, wm1, wm2, ..., wmi, ..., wMn-2, wMn-1. W k odcinkach linii transmisyjnej, których szerokość przewodu wewnętrznego o impedancji mniejszej od 50 Ω jest większa od szerokości przewodu wewnętrznego w₀ linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω, są dołączone równolegle odcinek linii

PL 198 340 B1 transmisyjnej zwartej na końcu w_s1, w_S2, w_Si, odcinek linii transmisyjnej rozwartej na końcu w_r1, w_r2,

..., wr, oraz co najmniej jedna dioda mikrofalowa D-ι, D2, ..., D_K.

Ogranicznik mocy mikrofalowej chroni układy odbiorcze przed sygnałami o dużym poziomie mocy przychodzącymi na jego wejście. Sygnały o małym poziomie mocy transmitowane są przez układ ogranicznika z małymi stratami. Gdy moc sygnałów wzrasta, diody Dk w ograniczniku są autopolaryzowane w kierunku przewodzenia w stan małej impedancji, co powoduje odbijanie sygnałów wejściowych. Struktura odcinków linii mikropaskowych ogranicznika mocy jest tak dobrana, ze gdy diody Dk są spolaryzowane w kierunku przewodzenia, ogranicznik tłumi sygnały z bardzo szerokiego zakresu częstotliwości, obejmującego również harmoniczne sygnału wejściowego.

Claims (1)

1. Ogranicznik mocy mikrofalowej zbudowany z odcinków linii transmisyjnych mikropaskowych i symetrycznych linii paskowych, w których umieszczone są mikrofalowe diody ograniczające, według patentu nr PL -85065, znamienny tym, że pomiędzy wejściową i wyjściową linię transmisyjną o impedancji równej 50 Ω włączone są na przemian, odcinki linii transmisyjnej o impedancji większej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego (wMi) jest mniejsza od szerokości przewodu wewnętrznego (wo) odcinka linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω, z odcinkami linii transmisyjnej o impedancji mniejszej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego (wdi) jest większa od szerokości przewodu wewnętrznego (wo) linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω, przy czym strukturę ogranicznika tworzy n odcinków linii transmisyjnej, których szerokość przewodu wewnętrznego (wMi) o impedancji mniejszej od 50 Ω jest mniejsza od szerokości odcinka linii o impedancji równej 50 Ω oraz n-1 odcinków linii transmisyjnej o impedancji większej od 50 Ω, których szerokość przewodu wewnętrznego (w_D1) jest większa od szerokości odcinka linii (wo) o impedancji równej 50 Ω, a ponadto w k odcinkach linii transmisyjnej, których szerokość przewodu wewnętrznego (wMi) o impedancji mniejszej od 50 Ω jest większa od szerokości przewodu wewnętrznego (wo) linii transmisyjnej o impedancji równej 50 Ω są dołączone równolegle odcinek linii transmisyjnej zwartej (wSi), odcinek linii transmisyjnej rozwartej (w_ri) oraz co najmniej jedna dioda mikrofalowa (Dk).