RU2130672C1 - Superhigh-frequency device on microstrip transmission lines - Google Patents

Superhigh-frequency device on microstrip transmission lines Download PDF

Info

Publication number
RU2130672C1
RU2130672C1 RU97120485/09A RU97120485A RU2130672C1 RU 2130672 C1 RU2130672 C1 RU 2130672C1 RU 97120485/09 A RU97120485/09 A RU 97120485/09A RU 97120485 A RU97120485 A RU 97120485A RU 2130672 C1 RU2130672 C1 RU 2130672C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
discharge
degree
phase
output
input
Prior art date
Application number
RU97120485/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.И. Синани
В.М. Кузьменков
М.Г. Струнский
Original Assignee
Научно-производственная фирма "Аэрофар"
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 Научно-производственная фирма "Аэрофар" filed Critical Научно-производственная фирма "Аэрофар"
Priority to RU97120485/09A priority Critical patent/RU2130672C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2130672C1 publication Critical patent/RU2130672C1/en

Links

Landscapes

  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

FIELD: superhigh-frequency technology used for phase shift in radio equipment and signal phase control in phased-out transceiving antenna arrays. SUBSTANCE: device is built around phase-shift loop coupled with short-circuited stub for each bit of 22.5, 45, 90, and 180 deg. phase shifter with reverse connection of p-i-n diodes. Phase shift provided by device is accurate to 0.5% at low stray amplitude modulation percentage, high degree of matching and power control. Relative influence of low- and superhigh-frequency circuits in unified unit within single sealed package using maximal possible integration is eliminated due to minimal microwave energy loss (maximum efficiency), minimal mismatch (standing-wave ratio), and, hence, reduced inserted phase errors. EFFECT: simplified design, reduced, power requirement, size, and mass of device. 1 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к технике сверхвысокой частоты (СВЧ) и предназначено для изменения фазы электромагнитной волны в радиотехнических устройствах в широкой полосе частот при высоком уровне мощности, и может быть использовано для управления фазой проходящего сигнала в приемопередающей фазированной антенной решетке (ФАР). The proposed solution relates to the technique of ultra-high frequency (microwave) and is intended to change the phase of the electromagnetic wave in radio devices in a wide frequency band at a high power level, and can be used to control the phase of the transmitted signal in a phased array transceiver antenna (PAR).

Так как ФАР представляет собой антенну, концентрирующую энергию в узком конусе - главный луч антенны, то концентрация энергии достигается использованием системы большого числа излучателей, расположенных определенным образом в пространстве. Распределения амплитуды и фазы электромагнитной волны в отдельных излучателях подчиняется закону, который задается управляющим устройством так, чтобы суммарное излучение от всех излучателей концентрировалось в направлении главного луча, а в остальной части пространства отсутствовало. Для задания фазы в цепь каждого излучателя включается фазовращатель, причем использование дискретного фазовращателя приводит к некоторым особенностям формирования главного луча антенны по сравнению с плавным изменением фазового набега в ее раскрыве. Параметры ФАР зависят от дискретного фазового сдвига, который в свою очередь определяет число разрядов фазовращателя, таким образом число различных фазовых состояний фазовращателя p определяется из следующего соотношения p = 2n/Δφ, и от числа разрядов зависит число коммутирующих ключей в фазовращателе и его конструкция. Since the PAR is an antenna that concentrates energy in a narrow cone - the main beam of the antenna, energy concentration is achieved using a system of a large number of emitters located in a certain way in space. The distribution of the amplitude and phase of the electromagnetic wave in individual emitters obeys the law, which is set by the control device so that the total radiation from all emitters is concentrated in the direction of the main beam, and is absent in the rest of the space. To set the phase, a phase shifter is included in the circuit of each emitter, and the use of a discrete phase shifter leads to some features of the formation of the main beam of the antenna compared to a smooth change in the phase incursion in its aperture. PAR parameters depend on a discrete phase shift, which in turn determines the number of bits of the phase shifter, so the number of different phase states of the phase shifter p is determined from the following relation p = 2n / Δφ, and the number of switching keys in the phase shifter and its design depend on the number of bits.

Задача ступенчатого управления фазой проходящего сигнала и достижения высокой точности установки главного луча решается путем использования многоразрядных полупроводниковых фазовращателей различных типов, таким образом для реализации требований к ФАР современных радиолокационных станций (РЛС) необходимо, при сохранении широкой полосы рабочих частот, хорошего согласования и высокой управляемой мощности, повышение степени интеграции фазовращателей. The task of stepwise control of the phase of the transmitted signal and the achievement of high accuracy in the installation of the main beam is solved by using multi-bit semiconductor phase shifters of various types, so it is necessary to meet the requirements for the phased array of modern radar stations, while maintaining a wide band of operating frequencies, good coordination and high controllable power , increasing the degree of integration of phase shifters.

Известен фазовращатель на трехдецибельном направленном ответвителе (см. патент US N 3748601, НКИ 333-10, 1973), нагрузками которого являются отражательные фазовращатели с управляющими элементами. В каждом разряде СВЧ-сигнал, поступающий на входное плечо направленного ответвителя, делится пополам между двумя его плечами с фазовым сдвигом 90 градусов и затем, отражаясь от включенных в них двух идентичных нагрузок, складывается в изолированном (выходном) плече направленного ответвителя. Заданный фазовый сдвиг проходящего сигнала обеспечивается разностью фаз коэффициентов отражений отражателей фазовращателей, соответствующих двум устойчивым состояниям управляющих элементов. При этом уровень согласования каждого разряда фазовращателя значительно ухудшается при неравномерном делении мощности между двумя плечами, так как в этом случае часть мощности отражается на вход. Known phase shifter on a three-decibel directional coupler (see patent US N 3748601, NKI 333-10, 1973), the loads of which are reflective phase shifters with control elements. In each discharge, the microwave signal supplied to the input arm of the directional coupler is divided in half between its two arms with a phase shift of 90 degrees and then, reflected from the two identical loads included in them, it is added to the isolated (output) arm of the directional coupler. The predetermined phase shift of the transmitted signal is provided by the phase difference of the reflection coefficients of the reflectors of the phase shifters corresponding to two stable states of the control elements. In this case, the level of coordination of each phase shifter discharge is significantly deteriorated with uneven power division between the two arms, since in this case part of the power is reflected at the input.

Габариты указанного устройства относительно велики из-за использования для обеспечения развязок по цепям питания полосно-заграждающих фильтров на полосковых четвертьволновых шлейфах. The dimensions of the indicated device are relatively large due to the use of band-stop filters on strip quarter-wave loops to provide power supply isolation.

Известен дискретный фазовращатель (см. авторское свидетельство SU N 1822612, МКИ H 01 P 01/18, 1995), содержащий полосковую линию передачи, сигнальный провод которой выполнен в виде петли, причем в основании и вершине петли соответственно размещены первый коммутирующий pin-диод, разомкнутый шлейф и отрезок проводника длинами меньше λ/4, выход которого соединен с короткозамкнутым и разомкнутым шлейфами с суммарной длиной, равной λ/4, который связан через второй коммутирующий pin-диод с короткозамкнутым шлейфом. Known discrete phase shifter (see copyright certificate SU N 1822612, MKI H 01 P 01/18, 1995), containing a strip transmission line, the signal wire of which is made in the form of a loop, and the first switching pin diode, respectively, are placed at the base and top of the loop, open loop and a conductor length less than λ / 4, the output of which is connected to short-circuited and open loops with a total length equal to λ / 4, which is connected through a second switching pin diode with a short-circuited loop.

Известен дискретный фазовращатель на переключаемых отрезках линий с параллельным включением шлейфа, называемый фазовращатель змейкового типа (см. Вопросы радиоэлектроники, серия: Общетехническая: 1971, вып. 10, И.М. Горячев, Дискретный полупроводниковый фазовращатель змейкового типа на pin-диодах; Электронная техника, серия: Электроника СВЧ, 1983, вып. 5, А.И. Чижов, Расчет и анализ характеристик широкополосных дискретных фазовращателей) на pin-диодах. There is a well-known discrete phase shifter on switched line segments with a parallel loop connection, called a snake-type phase shifter (see Radioelectronics Issues, series: General Engineering: 1971, issue 10, I.M. Goryachev, Snake-type Discrete Semiconductor Phaser on pin diodes; Electronic Engineering , series: Microwave Electronics, 1983, issue 5, A.I. Chizhov, Calculation and analysis of the characteristics of broadband discrete phase shifters) on pin diodes.

Известные технические решения характеризуются довольно большими потерями, а в диапазоне сантиметровых волн возрастающими фазовыми погрешностями, из-за различных фазовых скоростей четного и нечетного типа волн, распространяющихся в связанных микрополосковых линиях на основе метода четных и нечетных типов колебаний. Known technical solutions are characterized by rather large losses, and in the range of centimeter waves increasing phase errors, due to different phase velocities of the even and odd type of waves propagating in coupled microstrip lines based on the method of even and odd types of oscillations.

Использование параллельно включенного короткозамкнутого шлейфа может привести лишь к существенному ограничению полосы рабочих частот, и для получения малых дискретов значительно растет величина относительной фазовой погрешности. The use of a parallel-connected short-circuited loop can only lead to a significant limitation of the operating frequency band, and the relative phase error increases significantly for obtaining small discrete samples.

Известен СВЧ-фазовращатель (см. IEEE Trans. МТТ-20, 1972, N 5, pp 314-323, Grawer Robert U. Broad-baud diode phase shiffers), содержащий основную линию передачи и подключенную к ней фазосдвигающую секцию с pin-диодами, выполненную на петле со связью. Known microwave phase shifter (see IEEE Trans. MTT-20, 1972, N 5, pp 314-323, Grawer Robert U. Broad-baud diode phase shiffers), containing the main transmission line and connected to it phase-shifting section with pin diodes made on a loop with a tie.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является дискретный фазовращатель, выполненный по микрополосковой технологии (см. Техника средств связи, серия: Техника радиосвязи, 1980, вып. 4(22), стр. 74, В.Н.Олейник, Петлевой микрополосковый фазовращатель дециметрового диапазона), на фазосдвигающей петле со связью с разомкнутым шлейфом, содержащий трехразрядный pin-диодный фазовращатель с 45, 90 и 180-градусными разрядами, причем в основании и вершине петли со связью каждого разряда соответственно размещены первый и второй pin-диоды, катод которого связан с разомкнутым на конце шлейфом, причем петля со связью и разомкнутый на конце шлейф образуют суммарную длину, равную λ/2, к определенной точке которого подсоединен короткозамкнутый шлейф длиной λ/4, кроме того в вершине петли со связью в разрыве подключен первый конденсатор, один вывод которого связан с объединенными анодами первого и второго pin-диодов, а второй вывод соединен с катодом первого pin-диода и подключен к короткозамкнутому шлейфу длиной λ/4, источник напряжения смещения, связанный через второй конденсатор с землей, подключен к основной линии передачи к каждому разряду фазовращателя через согласующий проводник длиной λ/4 к объединеным анодам первого и второго pin-диодов, таким образом объединенные аноды первого и второго pin-диодов 45 и 180-градусного разрядов и катод первого pin-диода 90-градусного разряда являются входами разрядов фазовращателя, а катод первого pin-диода 45 и 180-градусного разрядов и объединенные аноды первого и второго pin-диодов 90-градусного разряда являются выходами разрядов фазовращателя, причем вход 45-градусного разряда соединен через третий конденсатор с входом фазовращателя, а выход подключен непосредственно к входу 90-градусного разряда, выход которого связан через четвертый конденсатор с входом 180-градусного разряда, а выход 180-градусного разряда является выходом фазовращателя. The closest in technical essence and the achieved result is a discrete phase shifter made by microstrip technology (see Communication Technology, series: Radio Communication Technology, 1980, issue 4 (22), page 74, V.N. Oleinik, Loop microstrip phase shifter decimeter range), on a phase-shifting loop with open loop communication, containing a three-digit pin-diode phase shifter with 45, 90 and 180-degree discharges, with the first and second pin-d respectively located at the base and top of the loop with the connection of each discharge iodine, the cathode of which is connected to the loop open at the end, and the loop with the connection and the loop open at the end form a total length equal to λ / 2, to a certain point of which a short-circuit loop of length λ / 4 is connected, in addition, at the top of the loop with a break in communication the first capacitor is connected, one terminal of which is connected to the combined anodes of the first and second pin diodes, and the second terminal is connected to the cathode of the first pin diode and is connected to a short-circuit cable of length λ / 4, a bias voltage source connected through the second condenser an earth with ground, connected to each discharge of the phase shifter through a matching conductor of length λ / 4 to the combined anodes of the first and second pin diodes, thus the combined anodes of the first and second pin diodes of 45 and 180-degree discharges and the cathode of the first pin 90-degree discharge diodes are inputs of the phase shifter discharges, and the cathode of the first 45-degree and 180-degree discharge pin diodes and the combined anodes of the first and second 90-degree discharge pin diodes are phase shifter discharges, the 45-degree discharge input being connected nen via a third capacitor to the input of the phase shifter, and an output connected directly to the input of 90-degree of the discharge, the output of which is connected through a fourth capacitor to the input of 180-degree of the discharge, and the output of 180-degree phase shifter is the output of the discharge.

В известном техническом решении фазовая ошибка во всех фазовых состояниях фазовращателя не превышает 8 градусов, а средние потери, вносимые в тракт, не превышают 1,85 дБ, однако известное техническое решение обладает высоким уровнем паразитной амплитудной модуляции, имеет значительные затраты потребления тока, а также большие габариты и массу. In the known technical solution, the phase error in all phase states of the phase shifter does not exceed 8 degrees, and the average losses introduced into the path do not exceed 1.85 dB, however, the known technical solution has a high level of spurious amplitude modulation, has significant current consumption costs, and large dimensions and weight.

Технический результат предлагаемого решения заключается в снижении глубины паразитной амплитудной модуляции, уменьшении потребления тока, массы и габаритов. The technical result of the proposed solution is to reduce the depth of spurious amplitude modulation, reducing current consumption, mass and dimensions.

Широкие функциональные возможности обеспечиваются тем, что сверхвысокочастотное устройство на микрополосковых линиях передачи, выполненное на фазосдвигающей петле со связью с короткозамкнутым шлейфом каждого разряда фазовращателя, содержащее четырехразрядный pin-диодный фазовращатель - 22,5; 45; 90; 180-градусные разряды, причем 180-градусный разряд состоит из второго и третьего 90-градусных разрядов, причем в основании и вершине петли со связью каждого разряда соответственно размещены первый и второй pin-диоды, а в вершине петли со связью в разрыве подключен первый конденсатор, один вывод которого связан с объединенными выводами катода первого и анода второго pin-диодов, а второй вывод соединен с анодом первого pin-диода, выходы источника напряжения смещения связаны через второй конденсатор с землей и соответственно подключены к каждому разряду фазовращателя через согласующий проводник к катоду второго pin-диода, причем петля со связью и согласующий проводник каждого плеча образуют суммарную длину, равную λ/4, а входом и выходом 45 и 22,5-градусного разряда являются соответственно точка соединения катода первого, анода второго pin-диодов и анода второго pin-диода, входом и выходом 90-градусного разряда являются соответственно вывод анода первого pin-диода и точка соединения катода первого, анода второго pin-диодов, входом и выходом 180-градусного разряда являются соответственно точка соединения катода первого, анода второго pin-диодов первого 90-градусного разряда и точка соединения катода первого, анода второго pin-диодов второго 90-градусного разряда, кроме того второй вывод первого конденсатора 45; 22,5 и первого 90-градусного разряда связан с высокоомным короткозамкнутым шлейфом длиной λ/4, причем вход и выход 45-градусного разряда соединены соответственно через третий и четвертый конденсаторы с входом фазовращателя и входом 22,5-градусного разряда, выход которого непосредственно подключен к входу 90-градусного разряда фазовращателя, причем вход и выход первого 90-градусного разряда связан соответственно через пятый конденсатор с выходом 90-градусного разряда и непосредственно с входом второго 90 градусного разряда, выход которого подключен через шестой конденсатор к выходу фазовращателя. Wide functionality is provided by the fact that the microwave device on the microstrip transmission lines, made on a phase-shifting loop with communication with a short-circuit loop of each phase phase shifter, containing a four-digit pin-diode phase shifter - 22.5; 45; 90; 180-degree discharges, with a 180-degree discharge consisting of the second and third 90-degree discharges, with the first and second pin diodes respectively placed at the base and top of the loop with a connection of each category, and the first capacitor connected at the top of the loop with a connection in the gap , one terminal of which is connected to the combined terminals of the cathode of the first and anode of the second pin diodes, and the second terminal is connected to the anode of the first pin diode, the outputs of the bias voltage source are connected through ground to the second capacitor and are connected to each time a series of phase shifters through a matching conductor to the cathode of the second pin diode, and the loop with a connection and the matching conductor of each arm form a total length equal to λ / 4, and the input and output of a 45 and 22.5-degree discharge are, respectively, the connection point of the cathode of the first anode the second pin diodes and the anode of the second pin diode, the input and output of the 90-degree discharge are respectively the output of the anode of the first pin diode and the connection point of the cathode of the first, the anode of the second pin diodes, the input and output of the 180-degree discharge are respectively the point the unity of the cathode of the first, anode of the second pin diodes of the first 90-degree discharge and the connection point of the cathode of the first, anode of the second pin diodes of the second 90-degree discharge, in addition, the second output of the first capacitor 45; 22.5 and the first 90-degree discharge is connected with a high-resistance short-circuit loop of length λ / 4, and the input and output of the 45-degree discharge are connected respectively through the third and fourth capacitors to the input of the phase shifter and the input of the 22.5-degree discharge, the output of which is directly connected to the input of the 90-degree discharge of the phase shifter, the input and output of the first 90-degree discharge being connected respectively through the fifth capacitor to the output of the 90-degree discharge and directly to the input of the second 90-degree discharge, the output of which is connected Chen through sixth capacitor to the output of the phase shifter.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в использовании четырехразрядных pin-диодных фазовращателей с обратным включением диодов с дискретом 22,5 градуса, обеспечивающих требуемый закон распределения фаз на излучающей поверхности в целях создания фиксированной диаграммы направленности, с гарантированным стабильным и фиксированным фазовым сдвигом, постоянным в диапазоне частот и температур, с использованием лишь предельных (холостого хода и короткого замыкания) состояний полупроводниковых элементов, причем переход из одного состояния в другое является переключением отрезков линий СВЧ и обеспечивающим взаимность фазовых разрядов, а также использование новой цепи подачи напряжения смещения на pin-диоды фазосдвигающей петли, обеспечивающей развязку по питанию и СВЧ-сигналам. The essence of the proposed technical solution consists in the use of four-digit pin-diode phase shifters with reverse switching of diodes with a discrete of 22.5 degrees, providing the required phase distribution law on the emitting surface in order to create a fixed radiation pattern, with guaranteed stable and fixed phase shift, constant in the frequency range and temperatures, using only the limiting (idle and short circuit) states of semiconductor elements, and the transition from one state to another is the switching of the segments of the microwave lines and ensuring the reciprocity of the phase discharges, as well as the use of a new bias voltage supply circuit to the pin-diodes of the phase-shifting loop, which provides isolation between the power and microwave signals.

СВЧ-устройство содержит полупроводниковый четырехразрядный фазовращатель на микрополосковой линии передачи, причем каждый разряд фазовращателя содержит петлю со связью, а 22,5-градусный разряд расположен между 45-градусным и 90-градусным разрядами. The microwave device contains a semiconductor four-digit phase shifter on a microstrip transmission line, with each bit of the phase shifter containing a loop with a connection, and a 22.5-degree discharge is located between the 45-degree and 90-degree discharges.

В качестве коммутирующих элементов используется бескорпусной pin-диод серии 2А546 5-А, который смонтирован на теплоотводном выступе и соединен с микрополосковым проводником с помощью термокомпрессионной сварки. As switching elements, a 2A546 5-A series open-loop pin diode is used, which is mounted on a heat-dissipating protrusion and connected to a microstrip conductor using thermocompression welding.

Для связи с внешним СВЧ-трактом служит отрезок микрополосковой линии передачи фазовращателя с волновым сопротивлением 50 Ом. For communication with an external microwave path, a segment of a microstrip transmission line of a phase shifter with a wave impedance of 50 Ohms is used.

Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную цель. Comparison of the proposed solution with well-known technical solutions shows that it has a new set of essential features that, together with the known features, can successfully achieve the goal.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого технического решения. The drawing shows a functional diagram of the proposed technical solution.

Сверхвысокочастотное устройство на микрополосковых линиях передачи содержит четырехразрядный pin-диодный фазовращатель 22,5; 45; 90; 180 градусов 1, 2, 3, 4, причем 180-градусный разряд выполнен на втором и третьем 90-градусных разрядах 5, 6, а каждый разряд состоит из фазосдвигающей петли со связью 7 и короткозамкнутым шлейфом 8, и выполнен на первом и втором pin-диодах D1, D2, причем в фазосдвигающей петле со связью расположен первый конденсатор C1, источник напряжения смещения 9, согласующий проводник 10 и второй, третий, четвертый и пятый конденсаторы C2, C3, C4, C5. The microwave device on the microstrip transmission lines contains a four-digit pin-diode phase shifter 22.5; 45; 90; 180 degrees 1, 2, 3, 4, moreover, a 180-degree discharge is performed on the second and third 90-degree discharges 5, 6, and each discharge consists of a phase-shifting loop with a connection 7 and a short-circuit loop 8, and is made on the first and second pin -diodes D1, D2, and in the phase-shifting loop with coupling there is a first capacitor C1, a bias voltage source 9, a matching conductor 10 and a second, third, fourth and fifth capacitors C2, C3, C4, C5.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Управляющий сигнал с источника напряжения смещения 9 подается в каждом разряде на два последовательно соединенных pin-диода D1, D2 с обратным включением через согласующий проводник 10. Пройдя через два pin-диода D1, D2 и через высокомный отрезок λ/4 7, сигнал замыкается на землю. Таким образом, петля со связью 7 и согласующий проводник, короткозамкнутый на конце 8, служат и для развязки управляющей цепи от СВЧ-сигнала. Если на pin-диоды D1, D2 подано обратное смещение (диоды открыты), СВЧ-сигнал проходит по основной линии передачи. При этом каждое плечо петли вместе с согласующим отрезком образует шлейф длиной λ/4, короткозамкнутый на конце, и, следовательно, не влияет на проходящий СВЧ сигнал на средней частоте по основному проводнику. При положительном напряжении (диоды закрыты) СВЧ-сигнал проходит по фазосдвигающей петле 7 и тем самым обеспечивает требуемый фазовый сдвиг. The control signal from the bias voltage source 9 is supplied in each discharge to two series-connected pin diodes D1, D2 with reverse connection through a matching conductor 10. Having passed through two pin diodes D1, D2 and through a high length λ / 4 7, the signal closes to the ground. Thus, a loop with a connection 7 and a matching conductor, short-circuited at the end of 8, also serve to decouple the control circuit from the microwave signal. If the reverse bias is applied to the pin diodes D1, D2 (the diodes are open), the microwave signal passes along the main transmission line. Moreover, each shoulder of the loop together with the matching segment forms a loop of length λ / 4, short-circuited at the end, and therefore does not affect the transmitted microwave signal at a medium frequency along the main conductor. With a positive voltage (the diodes are closed), the microwave signal passes through the phase-shifting loop 7 and thereby provides the required phase shift.

Фазовый разряд 180 градусов 4 выполнен на двух фазосдвигающих петлях со связью 7 с параллельно-последовательным включением двух пар pin-диодов 9, 10, причем работа осуществляется аналогично работе фазовых разрядов 22,5; 45; 90 градусов 1, 2, 3. A phase discharge of 180 degrees 4 is made on two phase-shifting loops with a connection 7 with parallel-series connection of two pairs of pin diodes 9, 10, and the operation is carried out similarly to the operation of phase discharges 22.5; 45; 90 degrees 1, 2, 3.

Включение соответствующего набора дискретов обеспечивает любое фазовое состояние от 0 до 360 градусов с дискретом 22,5 градуса. The inclusion of an appropriate set of discretes provides any phase state from 0 to 360 degrees with a discrete of 22.5 degrees.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что количество разрядов, габариты, средние потери, разброс между максимальными и минимальными потерями, ток потребления, полоса частот соответственно составляют три и четыре, 60 х 48 х 1 мм и 48 х 23 х 1 мм; 1,85 дБ и 1,6 дБ; 0,45 дБ и 0,2 дБ; 100 мА и 60 мА; 14% и 6%. Comparison of the proposed technical solution with the prototype shows that the number of discharges, dimensions, average losses, the spread between the maximum and minimum losses, the current consumption, frequency band, respectively, are three and four, 60 x 48 x 1 mm and 48 x 23 x 1 mm; 1.85 dB and 1.6 dB; 0.45 dB and 0.2 dB; 100 mA and 60 mA; 14% and 6%.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет устранить взаимное влияние низкочастотных и сверхвысокочастотных цепей в унифицированном узле в едином герметичном корпусе с максимально возможной интеграцией, что обусловлено минимальными потерями СВЧ-энергии (max КПД), минимальным рассогласованием (КСВ) и, как следствие, снижением вносимых фазовых ошибок. Кроме того, заявленное устройство отличается простотой конструкции и малыми габаритами при малых потерях мощности, малыми размерами и массой, а также обеспечивает фазовый сдвиг с большой точностью (0,5%), низким уровнем паразитной амплитудной модуляции, причем в устройстве сохранены высокий уровень согласования и управления мощностью. The proposed technical solution in comparison with the prototype allows you to eliminate the mutual influence of low-frequency and microwave circuits in a unified unit in a single sealed enclosure with the highest possible integration, which is due to minimal loss of microwave energy (max efficiency), minimal mismatch (SWR) and, as a result, reduction introduced phase errors. In addition, the claimed device is simple in design and small in size with small power losses, small in size and in weight, and also provides a phase shift with high accuracy (0.5%), low level of spurious amplitude modulation, and the device maintains a high level of coordination and power control.

Claims (1)

Сверхвысокочастотное устройство на микрополосковых линиях передачи содержит фазосдвигающую петлю со связью в каждом разряде фазовращателя, причем в основании и вершине петли соответственно размещены первый и второй pin-диоды, а в вершине петли в разрыве подключен первый конденсатор, отличающееся тем, что в разрыве петли выводы первого конденсатора соединены соответственно с объединенными выводами катода первого, анода второго pin-диодов и с анодом первого pin-диода, а выходы источника напряжения смещения подключены через второй конденсатор к земле и соответственно связаны с каждым разрядом фазовращателя через согласующий проводник с катодом второго pin-диода, причем петля со связью и согласующий проводник каждого плеча образуют суммарную длину, равную λ/4, кроме того, четырехразрядный pin-диодный фазовращатель имеет 22,5; 45; 90; 180-градусные разряды, причем 180-градусный разряд состоит их второго и третьего 90-градусных разрядов, а входом и выходом 45 и 22,5-градусного разрядов являются соответственно точка соединения катода первого, анода второго pin-диодов и анода второго pin-диода соответствующего разряда, входом и выходом 90-градусного разряда являются соответственно вывод анода первого pin-диода и точка соединения катода первого, анода второго pin-диодов, входом и выходом 180-градусного разряда являются соответственно точка соединения катода первого, анода второго pin-диодов второго 90-градусного разряда и точка соединения катода первого, анода второго pin-диодов третьего 90-градусного разряда, а второй вывод первого конденсатора 45; 22,5 и второго 90-градусного разряда связан с высокоомным короткозамкнутым шлейфом длиной λ/4, причем вход и выход 45-градусного разряда соединены соответственно через третий и четвертый конденсаторы с входом фазовращателя и входом 22,5-градусного разряда, выход которого непосредственно подключен к входу 90-градусного разряда фазовращателя, причем вход и выход второго 90-градусного разряда связан соответственно через пятый конденсатор с выходом 90-градусного разряда и непосредственно с входом третьего 90-градусного разряда, выход которого подключен через шестой конденсатор к выходу фазовращателя. The microwave device on the microstrip transmission lines contains a phase-shifting loop with a connection in each discharge of the phase shifter, the first and second pin diodes respectively placed at the base and top of the loop, and the first capacitor connected at the top of the loop in the gap, characterized in that the conclusions of the first capacitors are connected respectively to the combined terminals of the cathode of the first, the anode of the second pin diodes and the anode of the first pin diode, and the outputs of the bias voltage source are connected through the second condensate ground to the ground and, accordingly, are connected to each discharge of the phase shifter through a matching conductor with the cathode of the second pin diode, moreover, the loop with a connection and the matching conductor of each arm form a total length equal to λ / 4, in addition, the four-digit pin-diode phase shifter has 22.5 ; 45; 90; 180-degree discharges, with a 180-degree discharge consisting of the second and third 90-degree discharges, and the input and output of the 45 and 22.5-degree discharges are, respectively, the connection point of the cathode of the first, the anode of the second pin diodes and the anode of the second pin diode the corresponding discharge, the input and output of the 90-degree discharge are respectively the output of the anode of the first pin diode and the connection point of the cathode of the first, the anode of the second pin diodes, the input and output of the 180-degree discharge are the connection point of the cathode of the first, anode of the second pin diode s second 90 degree point of the first discharge and the cathode compound, the anode of the second pin-diodes third 90-degree of the discharge, and the second terminal of the first capacitor 45; 22.5 and the second 90-degree discharge is connected with a high-resistance short-circuit loop of length λ / 4, and the input and output of the 45-degree discharge are connected respectively through the third and fourth capacitors to the input of the phase shifter and the input of the 22.5-degree discharge, the output of which is directly connected to the input of the 90-degree discharge of the phase shifter, the input and output of the second 90-degree discharge, respectively, connected through the fifth capacitor to the output of the 90-degree discharge and directly to the input of the third 90-degree discharge, the output of which is sub so me through the sixth capacitor to the output of the phase shifter.
RU97120485/09A 1997-12-09 1997-12-09 Superhigh-frequency device on microstrip transmission lines RU2130672C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97120485/09A RU2130672C1 (en) 1997-12-09 1997-12-09 Superhigh-frequency device on microstrip transmission lines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97120485/09A RU2130672C1 (en) 1997-12-09 1997-12-09 Superhigh-frequency device on microstrip transmission lines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2130672C1 true RU2130672C1 (en) 1999-05-20

Family

ID=20199896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97120485/09A RU2130672C1 (en) 1997-12-09 1997-12-09 Superhigh-frequency device on microstrip transmission lines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2130672C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631905C1 (en) * 2016-10-18 2017-09-28 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") Discrete phase shift
RU2680859C1 (en) * 2018-03-30 2019-02-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Microwave phase shifter on microstrip transmission lines of the dimeter wavelength range
RU2744053C1 (en) * 2020-06-09 2021-03-02 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Discrete microwave phase shifter on micro-strip transmission lines
RU208871U1 (en) * 2021-09-14 2022-01-19 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Phase shifter on microstrip transmission lines

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Техника средств связи, сер. Техника радиосвязи. - М., 1980, вып.4(22), с.74. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631905C1 (en) * 2016-10-18 2017-09-28 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") Discrete phase shift
RU2680859C1 (en) * 2018-03-30 2019-02-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Microwave phase shifter on microstrip transmission lines of the dimeter wavelength range
RU2744053C1 (en) * 2020-06-09 2021-03-02 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Discrete microwave phase shifter on micro-strip transmission lines
RU208871U1 (en) * 2021-09-14 2022-01-19 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Phase shifter on microstrip transmission lines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4607394A (en) Single balanced planar mixer
CN111817001B (en) Ka wave band is based on 1X 4 plane phased array that liquid crystal reflective phase shifter
CN112259962B (en) Dual-band common-aperture antenna array based on dual-mode parallel waveguide
US4105959A (en) Amplitude balanced diode phase shifter
US3423699A (en) Digital electric wave phase shifters
CN111740200B (en) Power divider capable of continuously phase modulating based on liquid crystal substrate
CN110988814A (en) X-frequency-band 2000-watt solid-state transmitter and system
US4450419A (en) Monolithic reflection phase shifter
RU2130672C1 (en) Superhigh-frequency device on microstrip transmission lines
US4751453A (en) Dual phase shifter
CN109193083A (en) It is a kind of novel to filter phase shifter
CN112166526B (en) Method for controlling transmission of electromagnetic wave based on light and apparatus therefor
CN115548684A (en) Flat broadband 4 x 4Nolen matrix with adjustable phase between output ports
CN108365317B (en) Ultra-wideband multipath microwave power synthesizer
Salonen et al. A 2.45 GHz digital beam-forming antenna for RFID reader
Camilleri A quasi-optical multiplying slot array
US6429822B1 (en) Microwave phase-shifter and electronic scanning antenna with such phase-shifters
CN114843781A (en) Terahertz vector modulator based on gallium arsenide diode
US5877659A (en) 90° phase shifter apparatus and method using a directly coupled path and a switched path
CN115987348A (en) Analog array antenna beam former and operation method thereof
US4048583A (en) Locked hybrid junction power combiner
Chen et al. A Phase Shifter Design for 5G Communication
Glushechenko Microwave microstrip multi-bit phase shifters operation principles and implementation
RU2719571C1 (en) Multifunctional switch for millimeter range
RU2052878C1 (en) Wide-band array

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031210

PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20060327