RU199124U1 - Microwave protective device - Google Patents
Microwave protective device Download PDFInfo
- Publication number
- RU199124U1 RU199124U1 RU2019116958U RU2019116958U RU199124U1 RU 199124 U1 RU199124 U1 RU 199124U1 RU 2019116958 U RU2019116958 U RU 2019116958U RU 2019116958 U RU2019116958 U RU 2019116958U RU 199124 U1 RU199124 U1 RU 199124U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonators
- microwave
- diode
- protective device
- filter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к СВЧ технике, в частности, к защитным устройства СВЧ диапазона. Защитное устройство СВЧ содержит полосно-пропускающий фильтр на полуволновых шпилечных резонаторах U-образной формы, в одном или нескольких резонаторах которого включен ограничительный p-i-n диод. Этот диод включен между противолежащими относительно середины участками центрального проводника резонатора. Технический результат – уменьшение массогабаритных параметров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to microwave technology, in particular, to microwave protection devices. The microwave protection device contains a band-pass filter based on half-wave U-shaped hairpin resonators, in one or more resonators of which a limiting p-i-n diode is included. This diode is connected between the areas opposite to the middle of the center conductor of the resonator. The technical result is a decrease in weight and size parameters. 1 wp f-ly, 1 dwg
Description
Полезная модель относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использована в качестве защитного устройства на входе приемных каналов электронной аппаратуры для защиты от сигналов высокого уровня СВЧ мощности, а также сигналов с частотами вне рабочей полосы пропускания (внеполосных помех).The utility model relates to microwave technology and can be used as a protective device at the input of receiving channels of electronic equipment to protect against high-level microwave power signals, as well as signals with frequencies outside the operating bandwidth (out-of-band interference).
Одними из основных элементов входной части приемников СВЧ являются устройства защиты (УЗ) от высокого уровня мощности входного сигнала и полосно-пропускающий фильтр (ППФ), обеспечивающий защиту от внеполосных помех (см., например, Л.Г. Гассанов и др. Твердотельные устройства СВЧ в Технике связи. - М.: "Радио и связь", 1988 г., с. 51, 142). Известны многочисленные конструктивные варианты таких устройств, в том числе УЗ на основе полупроводниковых управляющих элементов, преимущественно диодов, и ППФ, выполненных на связанных резонаторах в виде отрезков квазисимметричных (симметричных) линий передачи. В комплексе оба этих устройства, включенных последовательно в приемный тракт, имеют достаточно большие габариты, что является существенным недостатком при современных жестких требованиях к массогабаритным параметрам радиоэлектронных устройств различного назначения.One of the main elements of the input part of microwave receivers are protection devices (UZ) against a high power level of the input signal and a bandpass filter (BPF), which provides protection against out-of-band interference (see, for example, L.G. Gassanov and other Solid-state devices Microwave in Communication Technology - M .: "Radio and Communication", 1988, pp. 51, 142). There are numerous design options for such devices, including ultrasound based on semiconductor control elements, mainly diodes, and PPFs made on coupled resonators in the form of sections of quasi-symmetric (symmetric) transmission lines. In the complex, both of these devices, connected in series in the receiving path, have rather large dimensions, which is a significant drawback with modern stringent requirements for the weight and size parameters of electronic devices for various purposes.
Указанный недостаток частично устраняется в устройствах, сочетающих в себе функции УЗ и ППФ (см. пат. РФ №2395872 «Микрополосковое защитное устройство»; пат. РФ №2258278 «Диодный ограничитель мощности СВЧ»; пат. РФ №2456719 «Селективное устройство защиты на встречных стержнях»).This drawback is partially eliminated in devices that combine the functions of ultrasound and PPF (see RF Pat. No. 2395872 "Microstrip protective device"; RF Pat. No. 2258278 "Diode microwave power limiter"; RF Pat. No. 2456719 "Selective protection device for counter rods ").
К таким устройствам относится и наиболее близкое к заявляемому защитное устройство, известное из публикации Lee W. Cross Design of microwave Front-End Narrowband Filter and Limiter Components // A dissertation submitted to the Graduate Faculty as partial fulfillment of the requirements for the Doctor of Philosophy Degree in Engineering, 2013, c. 102.Such devices include the closest to the claimed protective device, known from the publication Lee W. Cross Design of microwave Front-End Narrowband Filter and Limiter Components // A dissertation submitted to the Graduate Faculty as partial fulfillment of the requirements for the Doctor of Philosophy Degree in Engineering, 2013, p. 102.
Упомянутое выше устройство выполнено в виде микрополоскового фильтра на трех шпилечных полуволновых резонаторах U-образной формы, свободные концы в одном или всех резонаторах соединены через газоразрядный ограничительный элемент (plasma limited element).The above-mentioned device is made in the form of a microstrip filter on three hairpin half-wave U-shaped resonators, the free ends in one or all resonators are connected through a gas-discharge limiting element (plasma limited element).
Основным недостатком известного устройства являются большие габариты, обусловленные использованием газоразрядного ограничительного элемента с размерами (4,6×4,6×2) мм, разработанного для использования на частотах ~ 870 МГц. Очевидно, что с ростом рабочей частоты размеры ограничительного элемента будут становиться определяющими для габаритов защитного устройства в целом, которое при длине волны СВЧ-колебаний менее 9 мм будет невозможно реализовать.The main disadvantage of the known device is its large dimensions due to the use of a gas-discharge limiting element with dimensions (4.6 × 4.6 × 2) mm, developed for use at frequencies of ~ 870 MHz. Obviously, with an increase in the operating frequency, the dimensions of the restricting element will become decisive for the dimensions of the protective device as a whole, which at a microwave wavelength of less than 9 mm will be impossible to implement.
Кроме того, известное устройство может выполнять свою основную функцию лишь условно, так как порог срабатывания режима ограничения начинается с входной мощности СВЧ сигнала 28-29 dbm, что существенно выше допустимого уровня для известных входных малошумящих усилителей (приемников). Также следует отметить значительное увеличение потерь фильтра при установке на него газоразрядного устройства (~ 1,7 дБ) и достаточно большое время переключения состояний вкл./выкл. (порядка нескольких микросекунд).In addition, the known device can perform its main function only conditionally, since the triggering threshold of the limiting mode begins with an input power of the microwave signal of 28-29 dbm, which is significantly higher than the allowable level for known input low-noise amplifiers (receivers). It should also be noted a significant increase in filter losses when a gas-discharge device is installed on it (~ 1.7 dB) and a rather long time for switching on / off states. (on the order of a few microseconds).
Техническим эффектом, на достижение которого направлена патентуемая полезная модель, является снижение массогабаритных параметров устройства.The technical effect to achieve which the patented utility model is aimed at is to reduce the weight and dimensions of the device.
Этот эффект достигается тем, что в защитном устройстве СВЧ, выполненном в виде микрополоскового полосового фильтра на полуволновых резонаторах шпилечного типа U-образной формы, в одном или нескольких резонаторах которого между участками центрального проводника, противолежащими относительно его середины, установлен ограничительный элемент, в качестве ограничительного элемента использован p-i-n диод.This effect is achieved by the fact that in a microwave protective device, made in the form of a microstrip bandpass filter on half-wave U-shaped hairpin resonators, in one or more resonators of which between the sections of the central conductor opposite to its middle, a limiting element is installed as a limiting element used pin diode.
Управляющий элемент установлен преимущественно в выходном резонаторе (резонаторах) фильтра.The control element is installed mainly in the output resonator (resonators) of the filter.
Предлагаемое решение поясняется чертежами. На фиг. 1а представлено схематичное изображение одной из возможных реализаций входного защитного устройства, где 1 - центральный проводник одного из шпилечных резонаторов полосно-пропускающего фильтра, Д1 - управляющий элемент, преимущественно p-i-n диод.The proposed solution is illustrated by drawings. FIG. 1a shows a schematic representation of one of the possible implementations of the input protective device, where 1 is the central conductor of one of the hairpin resonators of the band-pass filter, D1 is a control element, mainly a p-i-n diode.
Устройство работает следующим образом. При отсутствии мощного сигнала диод Д1 представляет собой большое сопротивление и не оказывает влияние на характеристики фильтра. При поступлении сигнала большой мощности диод Д2 открывается (прямой ток замыкается через центральный проводник 1) и закорачивает часть резонатора, в силу чего собственная (резонансная) частота последнего перестраивается, и прохождение сигнала через него на рабочей частоте (частоте приема) резко уменьшается.The device works as follows. In the absence of a powerful signal, diode D1 is a large resistance and does not affect the characteristics of the filter. When a high-power signal arrives, diode D2 opens (direct current is closed through the central conductor 1) and short-circuits part of the resonator, due to which the natural (resonant) frequency of the latter is re-tuned, and the signal passing through it at the operating frequency (receiving frequency) sharply decreases.
Очевидно, что максимальная величина подавления мощности сигнала в предлагаемом устройстве при использовании одного диода в одном резонаторе имеет конечную величину. Экспериментально установлено, что в этом случае она может достигать 40 дБ. Для увеличения подавления может быть использован дополнительный диод (Д2 на фиг. 1б). В этом случае уровень максимально допустимой мощности входного сигнала автоматически повышается.Obviously, the maximum amount of suppression of the signal power in the proposed device when using one diode in one resonator has a finite value. It has been experimentally established that in this case it can reach 40 dB. An additional diode can be used to increase suppression (D2 in Fig. 1b). In this case, the maximum allowable power level of the input signal is automatically increased.
Дополнительный диод (Д3 на фиг. 1в) может быть также установлен в другом резонаторе фильтра. При необходимости можно использовать оба варианта включения дополнительных диодов одновременно.An additional diode (D3 in Fig. 1c) can also be installed in another resonator of the filter. If necessary, you can use both options for switching on additional diodes at the same time.
Поскольку диод является нелинейным элементом, то при наличии внеполосных помех на нем могут, возникать паразитные гармоники, попадающие в рабочий диапазон частот. Поэтому предпочтительно диоды устанавливать в выходных резонаторах фильтра, используя селекцию сигналов его входными резонаторами.Since a diode is a non-linear element, in the presence of out-of-band interference on it, parasitic harmonics can occur that fall into the operating frequency range. Therefore, it is preferable to install diodes in the output resonators of the filter using the selection of signals by its input resonators.
Примеры реализации.Examples of implementation.
1. Разработан и изготовлен полосно-пропускающий фильтр шпилечного типа, состоящий из пяти резонаторов на подложке из поликора, предназначенный для работы в диапазоне 3 ГГц, с полосой пропускания 400 мГц. В его четвертом по счету от входа резонаторе между противолежащими участками центрального проводника на расстоянии ~λ/6 от его середины включен диод MA4L032-134. (фиг. 1а).1. Designed and manufactured a band-pass hairpin filter, consisting of five resonators on a polycor substrate, intended for operation in the 3 GHz range, with a bandwidth of 400 MHz. In its fourth resonator from the input, the MA4L032-134 diode is connected between the opposite sections of the central conductor at a distance of ~ λ / 6 from its middle. (Fig. 1a).
При уровне входного сигнала ~ 200 Вт (τ≈30 мксек, Q=10) подавление сигнала возросло на 32 дБ от исходного уровня потерь фильтра при слабом сигнале (~ 1 дБ).At an input signal level of ~ 200 W (τ≈30 μs, Q = 10), the signal suppression increased by 32 dB from the initial filter loss level with a weak signal (~ 1 dB).
2. Разработан и изготовлен полосно-пропускающий фильтр, аналогичный описанному в примере 1. В том же резонаторе, что и в примере 1, установлены два диода MA4L032-134 между точками на расстоянии λ/6 и λ/8 от середины резонатора (фиг. 1б). При той же мощности входного сигнала подавление увеличилось до ~ 37 дБ.2. Designed and manufactured a band-pass filter similar to that described in example 1. In the same resonator as in example 1, two MA4L032-134 diodes are installed between points at a distance λ / 6 and λ / 8 from the middle of the resonator (Fig. 1b). At the same input signal power, the suppression increased to ~ 37 dB.
3. Разработан и изготовлен полосно-пропускающий фильтр, аналогичный описанному в примерах 1, 2. В соседних, четвертом и пятом, резонаторах фильтра установлены диоды MA4L032-134 между точками, расположенными на расстоянии ~ λ/8 от середины резонатора (фиг. 1в). Подавление при той же мощности входного сигнала возросло до ~ 47 дБ. Мощность выходного сигнала составила ~ 4 мВт.3. Designed and manufactured a band-pass filter similar to that described in examples 1, 2. In the adjacent, fourth and fifth resonators of the filter, MA4L032-134 diodes are installed between the points located at a distance of ~ λ / 8 from the middle of the resonator (Fig. 1c) ... The suppression at the same input signal power increased to ~ 47 dB. The output signal power was ~ 4 mW.
Следовательно, в заявляемом устройстве достаточно двух диодов (вместо трех газоразрядных элементов в прототипе), чтобы обеспечить уровень подавления до 50 дБ и более (при соответствующем положении диодов в резонаторах). При этом уровень выходного сигнала составляет ~ 4 мВт, что существенно ниже, чем у устройства-прототипа, при сопоставимой мощности входного сигнала.Therefore, in the claimed device, two diodes are enough (instead of three gas-discharge elements in the prototype) to provide a suppression level of up to 50 dB or more (with the corresponding position of the diodes in the resonators). In this case, the output signal level is ~ 4 mW, which is significantly lower than that of the prototype device, with a comparable input signal power.
Таким образом, предлагаемое устройство защиты является ограничителем мощности - преселектором, эффективно выполняющим функции последних, в т.ч. обеспечивающим повышенную защиту от внеполосных помех. Очевидно, что при использовании в заявляемой конструкции газоразрядного ограничительного элемента габариты защитного устройства значительно возрастут.Thus, the proposed protection device is a power limiter - a preselector that effectively performs the functions of the latter, incl. providing increased protection against out-of-band interference. Obviously, when a gas-discharge restricting element is used in the claimed design, the dimensions of the protective device will increase significantly.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019116958U RU199124U1 (en) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | Microwave protective device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019116958U RU199124U1 (en) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | Microwave protective device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU199124U1 true RU199124U1 (en) | 2020-08-17 |
Family
ID=72086623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019116958U RU199124U1 (en) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | Microwave protective device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU199124U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2160023A (en) * | 1984-03-26 | 1985-12-11 | Era Patents Ltd | Waveguides incorporating radar receiver protection devices |
US5280256A (en) * | 1991-08-23 | 1994-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Limiting filter |
RU2262781C2 (en) * | 2003-11-24 | 2005-10-20 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Microstrip filter |
-
2018
- 2018-07-23 RU RU2019116958U patent/RU199124U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2160023A (en) * | 1984-03-26 | 1985-12-11 | Era Patents Ltd | Waveguides incorporating radar receiver protection devices |
US5280256A (en) * | 1991-08-23 | 1994-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Limiting filter |
RU2262781C2 (en) * | 2003-11-24 | 2005-10-20 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Microstrip filter |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Lee W. Cross Theory and Demonstration of Narrowband Bent Hairpin Filters Integrated With AC-Coupled Plasma Limiter Elements // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility ( Volume: 55, Issue: 6, Dec. 2013, стр. 1100 - 1106 ). R. Cory, "PIN-limiter diodes effectively protect receivers," EDN, pp. 50-64, Dec. 2004. [Online]. Available: www.edn.com/design/analog/4327757/pin-limiter-diodes -effectively-protect-receivers [Jan. 12, 2013]. * |
Lee W. Cross Theory and Demonstration of Narrowband Bent Hairpin FiltersIntegrated With AC-Coupled Plasma Limiter Elements // IEEE Transactions on ElectromagneticCompatibility ( Volume: 55, Issue: 6, Dec. 2013, стр. 1100 - 1106 ). * |
Lee W. Cross. Design of Microwave Front-End Narrowband Filter and Limiter Components // A Dissertation Submitted to the Graduate Faculty as partial fulfillment of the requirements for the Doctor of Philosophy Degree in Engineering, 2013. * |
R. Cory, "PIN-limiterdiodes effectively protect receivers," EDN, pp. 50-64, Dec. 2004. [Online]. Available:www.edn.com/design/analog/4327757/pin-limiter-diodes -effectively-protect-receivers[Jan. 12, 2013]. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110783712B (en) | Ultra-wideband strong electromagnetic field protection device | |
EP0441500A2 (en) | Radio Transceiver | |
CN100579269C (en) | Device for improving influence on CDMA sensitivity from GSM switch in dual modes handset | |
US10056662B2 (en) | Switched bandstop filter with low-loss linear-phase bypass state | |
CN106450617B (en) | Novel broadband transient electromagnetic pulse suppressor | |
RU199124U1 (en) | Microwave protective device | |
CN106876843A (en) | Double trap bandpass filters of the double open circuit minor matters of toroidal cavity resonator loading | |
CN110855245A (en) | Millimeter wave/terahertz power frequency doubling circuit | |
CN111758218A (en) | Electronic RF filter | |
CN106849972B (en) | A kind of Spark gap device | |
CN106876842A (en) | Double trap bandpass filters of the single open circuit minor matters of toroidal cavity resonator loading | |
Wu et al. | Chip-scale RF correlator with monolithically integrated time-varying transmission line (TVTL) | |
CN116683874A (en) | Low noise amplifier | |
CN106876844A (en) | Double trap bandpass filters based on open circuit minor matters and toroidal cavity resonator | |
RU2438214C1 (en) | MICROSTRIP p-i-n-DIODE MICROWAVE SWITCH | |
US3187258A (en) | Saturable multi-mode responder | |
KR20160093336A (en) | waveguide Duplexer Receiver Protector for X-band | |
CN110336571B (en) | High-power microwave protection device with self-adaptive frequency selection broadband | |
CN112671371A (en) | Adjustable program-controlled notch filter | |
EP2504882A1 (en) | A microwave transmission assembly | |
CN103682540A (en) | A symmetry controllable input/output coupling structure | |
RU2456719C1 (en) | Selective protection device on reciprocal rods | |
RU156173U1 (en) | SELECTIVE PROTECTION DEVICE ON COLLECTIVE RODS | |
RU206619U1 (en) | Microwave power limiter | |
JP5255587B2 (en) | Limiter circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200427 |