RU2025838C1

RU2025838C1 - Shf limiter

Info

Publication number: RU2025838C1
Authority: RU
Inventors: И.Д. Иванов; В.П. Прокофьев; А.Г. Махалин; В.М. Катцын
Original assignee: Научно-исследовательский институт "Вектор"
Priority date: 1991-06-06
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: invention refers to input SHF paths of radio receiving devices. Diodes of SHF limiter are connected in antiphase in one section at point of transition from asymmetric microstrip line to two-wire transmission line (so called balun). EFFECT: improved functional characteristics. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к защитным устройствам от высокого уровня падающей на вход высокочастотного тракта мощности СВЧ-сигнала. The invention relates to microwave technology, in particular to protective devices against a high level of microwave signal power incident on the input of a high-frequency path.

Известны ограничители падающей мощности СВЧ-сигнала, в которых используются микрополосковые линии передачи и СВЧ-диоды [1], [2]. Known limiters of the incident power of the microwave signal, which use microstrip transmission lines and microwave diodes [1], [2].

Недостатками этих ограничителей являются неполное использование возможностей элементов схемы по параметру допустимой мощности СВЧ-сигнала на входе ограничителя, высокий уровень гармоник и паразитных комбинационных составляющих частот выходного СВЧ-сигнала, массогабаритные характеристики. The disadvantages of these limiters are the incomplete use of the capabilities of circuit elements in terms of the permissible power of the microwave signal at the input of the limiter, a high level of harmonics and spurious combination components of the frequencies of the output microwave signal, and weight and size characteristics.

Известен пассивный полупроводниковый ограничитель мощности СВЧ-сигналов, который содержит отрезок несимметричной микрополосковой линии передачи (НМПЛ), включенные в противофазе первый и второй pin-диоды; первый и второй разделительные конденсаторы; первый и второй конденсаторы и первую и вторую индуктивности. Known passive semiconductor power limiter of microwave signals, which contains a segment of an asymmetric microstrip transmission line (NSCM), included in antiphase, the first and second pin diodes; first and second isolation capacitors; first and second capacitors; and first and second inductors.

Однако из-за нелинейных характеристик используемых диодов на выходе СВЧ-ограничителя имеется довольно высокий уровень гармоник и паразитных комбинационных составляющих частот СВЧ-сигнала. Так как пара используемых диодов устанавливается в противоположных краях линии передачи, то прототип имеет неудовлетворительные массогабаритные характеристики. However, due to the nonlinear characteristics of the diodes used, the output of the microwave limiter has a rather high level of harmonics and spurious combination components of the microwave signal frequencies. Since a pair of used diodes is installed in opposite edges of the transmission line, the prototype has unsatisfactory weight and size characteristics.

Сущность изобретения заключается в том, что в СВЧ-ограничителе, содержащем отрезок НМЛП и два включенных в противофазе диода, в разрыв отрезка НМЛП включен отрезок двухпроводной линии передачи, в одном сечении которого установлены диоды, каждый из которых одним выводом подключен к переходу с НМЛП на двухпроводную линию передачи, а другим - к переходу с двухпроводной линии на НМЛП. The essence of the invention lies in the fact that in a microwave limiter containing a segment of a NMLP and two diodes connected in antiphase, a segment of a two-wire transmission line is included in the gap of a segment of the NMLP, in one section of which diodes are installed, each of which is connected to the transition from the NMLP to a two-wire transmission line, and the other to the transition from a two-wire line to the NLMP.

Целью изобретения является создание СВЧ-ограничителя, позволяющего уменьшить уровень гармоник и паразитных комбинационных составляющих выходного СВЧ-сигнала, увеличить уровень допустимой падающей мощности СВЧ-сигнала и уменьшить массогабаритные характеристики СВЧ-ограничителя. The aim of the invention is the creation of a microwave limiter, which allows to reduce the level of harmonics and spurious combination components of the output microwave signal, increase the level of permissible incident power of the microwave signal and reduce the overall dimensions of the microwave limiter.

Это достигается расположением включенных в противофазе диодов в одном сечении в месте перехода с НМЛП на двухпроводном линию передачи и с этой двухпроводной линии передачи на НМЛП, так называемый "балун". This is achieved by arranging the antiphase diodes in one section at the point of transition from the NMVL to the two-wire transmission line and from this two-wire transmission line to the NMVL, the so-called “balun”.

На фиг.1 приведена электрическая схема предложенного СВЧ-ограничителя; на фиг.2 - его конструкция. Figure 1 shows the electrical circuit of the proposed microwave limiter; figure 2 - its design.

В предлагаемом СВЧ-ограничителе между входом 1-2 и выходом 3-4 НМЛП (вход-выход обратимы) противофазно включены диоды 5,6 в одно сечение 7-8 одним выводом к переходу с НМЛП на двухпроводную линию передачи, а другим - к переходу с двухпроводной линии передачи на НМЛП. In the proposed microwave limiter between the input 1-2 and the output 3-4 of the NMLP (input-output are reversible), 5.6 diodes in one section 7-8 are in-phase connected with one output to the transition from the NMLP to a two-wire transmission line, and the other to the transition from a two-wire transmission line to the NLMP.

Работает такой СВЧ-ограничитель следующим образом. Such a microwave limiter works as follows.

При низких уровнях мощностей СВЧ-сигнала на входе 1-2 НМЛП сигнал проходит на выход 3-4 НМЛП без потерь (или с незначительными потерями в металле линии и "земли". При высоких уровнях падающей на диоды 5,6 мощности СВЧ-сигнала (более 1 мВт) диоды шунтируют СВЧ-линию передачи. Чем больше уровень мощности СВЧ-сигнала, тем больше шунтирование. At low power levels of the microwave signal at the input 1-2 NMLP, the signal passes to the output 3-4 NMLP without loss (or with slight losses in the metal of the line and the ground. At high levels of the microwave signal power incident on the diodes 5.6 ( more than 1 mW) diodes shunt the microwave transmission line.The higher the power level of the microwave signal, the greater the shunt.

Так как диоды в линии передачи включены противополярно в одном сечении, то постоянная составляющая замыкается через них и к каждому диоду прикладывается только половина мощности СВЧ-сигнала. Since the diodes in the transmission line are turned on in an antipolar manner in one section, the dc component is closed through them and only half the power of the microwave signal is applied to each diode.

Таким образом, параметр входной допустимой мощности СВЧ-сигнала для СВЧ-ограничителя, определяемый типом используемых диодов, при таком включении диодов улучшается в 2 раза. Thus, the parameter of the admissible input power of the microwave signal for the microwave limiter, determined by the type of diodes used, with this inclusion of diodes is improved 2 times.

Гармонические составляющие комбинационных частот, образующиеся на диодах, приложены на выходе 3-4 (см.фиг.1) в противофазе и взаимно компенсируются. The harmonic components of the Raman frequencies generated by the diodes are applied at the output 3-4 (see Fig. 1) in antiphase and are mutually compensated.

Предлагаемый СВЧ-ограничитель работает в широком диапазоне частот от УВЧ до 18 ГГц. The proposed microwave limiter operates in a wide frequency range from UHF to 18 GHz.

Макетирование предлагаемого СВЧ-ограничителя выполнено на диодах типа 2А 522А-2 с активной частью СВЧ-ограничителя Ф2м, h=1 мм. The prototyping of the proposed microwave limiter is performed on diodes of type 2A 522A-2 with the active part of the microwave limiter F2m, h = 1 mm.

Результаты макетирования: уровень второй гармоники (2f_вх) сигнала при Р_вх = = 100 мВт (наибольший) составляет минус 35 дБ/Вт при f_вх=500 МГц (2 f_вх= 1000 Мгц), что на 25 дБ лучше прототипа; допустимая входная мощность увеличилась в 2 раза по сравнению с прототипом; габаритные размеры предлагаемого СВЧ-ограничителя определяются в основном размерами используемых СВЧ-диодов.The layout results: the second harmonic level (2f _I ) of the signal at P _I = 100 mW (the largest) is minus 35 dB / W with f _I = 500 MHz (2 f _I = 1000 MHz), which is 25 dB better than the prototype; allowable input power increased by 2 times compared with the prototype; the overall dimensions of the proposed microwave limiter are determined mainly by the size of the used microwave diodes.

Claims

Microwave limiter containing a segment of an asymmetric microstrip transmission line and two diodes included in antiphase, characterized in that an inserted segment of a two-wire transmission line is included in the gap of a segment of an asymmetric microstrip transmission line, in one section of which diodes are installed, each of which is connected to the junction with one terminal from an asymmetric microstrip to a two-wire transmission line, and the other to a transition from a two-wire to an asymmetric microstrip transmission line.