RU2234169C1 - Controllable step attenuator - Google Patents

Controllable step attenuator Download PDF

Info

Publication number
RU2234169C1
RU2234169C1 RU2003112405/09A RU2003112405A RU2234169C1 RU 2234169 C1 RU2234169 C1 RU 2234169C1 RU 2003112405/09 A RU2003112405/09 A RU 2003112405/09A RU 2003112405 A RU2003112405 A RU 2003112405A RU 2234169 C1 RU2234169 C1 RU 2234169C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
diodes
input
microwave
transmission line
Prior art date
Application number
RU2003112405/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003112405A (en
Inventor
В.В. Шаповалова (RU)
В.В. Шаповалова
Н.В. Ильичев (RU)
Н.В. Ильичев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток"
Priority to RU2003112405/09A priority Critical patent/RU2234169C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2234169C1 publication Critical patent/RU2234169C1/en
Publication of RU2003112405A publication Critical patent/RU2003112405A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: microwave technology.
SUBSTANCE: proposed step attenuator designed to vary microwave-signal transfer constant has its input and output formed by parallel connection of two transmission line sections. One of sections has signal attenuation unit connected through diodes to input and output, respectively. Second transmission line section has diode connected at distance of quarter-wavelength relative to input and output that shorts out this section with respect to microwave. Like-polarity connection is used for all diodes of device on dc end. There is also device mode control circuit. In addition diode is inserted in forward path at distance of quarter-wavelength from output and input of device that shorts out the latter.
EFFECT: enlarged operating frequency range of device.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к управляемым ступенчатым аттенюаторам, предназначенным для изменения коэффициента передачи СВЧ-сигнала.The invention relates to microwave technology, in particular to controlled step attenuators designed to change the transmission coefficient of the microwave signal.

Известен аттенюатор [1], содержащий несколько отрезков линии передачи длиной в четверть длины волны на выбранной средней рабочей частоте. Отрезки линии включены между выходом и входом СВЧ-сигнала. Параллельно входным и выходным зажимам устройства, а также параллельно отрезкам линии передачи в местах их соединения включены диоды, избирательно поглощающие часть СВЧ-мощности, проходящей по линиям передачи. Схема смещения подает на эти диоды токи смещения различных величин таким образом, что СВЧ-импеданс диодов, включенных в точке соединения отрезков линии передачи, и характеристического импеданса линии передачи находятся в пределах рабочего диапазона ослабления.Known attenuator [1], containing several segments of the transmission line with a length of a quarter of the wavelength at the selected average operating frequency. Line segments are included between the output and the input of the microwave signal. Parallel to the input and output terminals of the device, as well as parallel to the segments of the transmission line at their junctions, diodes are included that selectively absorb part of the microwave power passing through the transmission lines. The bias circuit supplies bias currents of various sizes to these diodes in such a way that the microwave impedance of the diodes included at the junction of the segments of the transmission line and the characteristic impedance of the transmission line are within the working attenuation range.

Недостатками такого аттенюатора являются:The disadvantages of such an attenuator are:

- сильная температурная зависимость параметров в режиме “запирание” (диоды работают при малых токах на линейном участке вольт-амперной характеристики);- a strong temperature dependence of the parameters in the “locking” mode (diodes operate at low currents in the linear section of the current-voltage characteristic);

- сложность настройки (индивидуальный подбор токов управления для каждого из диодов);- complexity of tuning (individual selection of control currents for each of the diodes);

- неравномерность амплитудно-частотной характеристики в режиме “затухание”.- non-uniformity of the amplitude-frequency characteristic in the “attenuation” mode.

Известен аттенюатор, (принят за прототип [2]), состоящий из передающей линии с минимальными потерями пропускания (“прямой” путь) и передающей линии с заданным фиксированным ослаблением (“обходной” путь). “Прямой” путь содержит отрезок линии, подключаемый к передающей линии с помощью пары диодов, соединенных одноименными электродами. “Обходной” путь содержит резистивный блок. Одно плечо резистивного блока заземлено по СВЧ, два других подключены к передающей линии с помощью пары диодов, соединенных одноименными электродами и в обратной полярности к первой паре диодов. По постоянному току устройство развязано конденсаторами.An attenuator is known (adopted as a prototype [2]), consisting of a transmission line with minimal transmission loss (“direct” path) and a transmission line with a given fixed attenuation (“bypass” path). The “direct” path contains a line segment connected to the transmission line using a pair of diodes connected by the same electrodes. The “bypass” path contains a resistive block. One arm of the resistive unit is grounded by microwave, the other two are connected to the transmission line using a pair of diodes connected by the same electrodes and in reverse polarity to the first pair of diodes. By direct current, the device is isolated by capacitors.

Ступенчатое изменение коэффициента передачи СВЧ-сигнала достигается попеременным подключением к входу и выходу устройства “прямого” пути или “обратного” пути, меняя полярность управляющего напряжения и открывая или закрывая соответствующую пару диодов.A stepwise change in the microwave signal transfer coefficient is achieved by alternately connecting a “direct” path or a “return” path to the input and output devices, changing the polarity of the control voltage and opening or closing the corresponding pair of diodes.

Недостатками таких устройств являются:The disadvantages of such devices are:

- дополнительные потери в диодах, подключающих “прямой” путь;- additional losses in the diodes connecting the “direct” path;

- недостаточная развязка по “прямому” пути при работе устройства в режиме “ослабление” из-за собственных емкостей диодов;- insufficient isolation on the “direct” path when the device is in the “attenuation” mode due to the diode's own capacities;

- двухполярное управление режимами работы устройства.- bipolar control of the operating modes of the device.

Технический результат изобретения заключается в следующем:The technical result of the invention is as follows:

- пониженные потери пропускания (исключены проходные диоды из “прямого” пути);- reduced transmission loss (loop-through diodes are excluded from the “direct” path);

- высокая развязка между входом и выходом по “прямому” пути в режиме “запирание”, которая позволяет получить более высокие значения требуемого ослабления;- high isolation between input and output along the “direct” path in the “locking” mode, which allows to obtain higher values of the required attenuation;

- возможность применения однополярного питания, что позволяет упростить конструкцию устройства.- the possibility of using unipolar power, which simplifies the design of the device.

В предлагаемом ступенчатом аттенюаторе вход и выход образованы параллельным соединением двух отрезков линий передачи. Один из отрезков содержит блок ослабления сигнала, подключенный через диоды к входу и выходу соответственно. Второй отрезок линии передачи содержит диод, который подключен на расстоянии четверти длины волны по отношению к входу и выходу и шунтирует отрезок по СВЧ. Все диоды устройства включены по постоянному току в одной полярности. Также имеется цепь управления режимами устройства.In the proposed step attenuator, the input and output are formed by parallel connection of two segments of transmission lines. One of the segments contains a signal attenuation unit, connected through diodes to the input and output, respectively. The second segment of the transmission line contains a diode, which is connected at a distance of a quarter of the wavelength with respect to the input and output and shunts the segment along the microwave. All diodes of the device are switched on by direct current in the same polarity. There is also a device mode control circuit.

Когда питание не подано, все диоды находятся в закрытом состоянии и блок ослабления отключен от передающей линии. Сигнал СВЧ передается по второму отрезку линии передачи (прямой путь) с минимальными потерями пропускания. При подаче тока по цепи управления все диоды открываются. В прямом пути диод шунтирует отрезок линии передачи, возникает режим короткого замыкания по СВЧ, и сигнал по прямому пути не проходит. Другие диоды в это время подключают блок ослабления к линии передачи. Сигнал СВЧ, проходя через блок ослабления, ослабляется до заданного значения и поступает на выход устройства.When no power is supplied, all diodes are in the closed state and the attenuation unit is disconnected from the transmission line. The microwave signal is transmitted along the second segment of the transmission line (direct path) with minimal transmission loss. When current is supplied through the control circuit, all diodes open. In the direct path, the diode shunts a segment of the transmission line, a microwave short circuit occurs, and the signal does not pass along the direct path. Other diodes at this time connect the attenuation unit to the transmission line. The microwave signal passing through the attenuation unit is attenuated to a predetermined value and is output to the device.

Для расширения рабочего диапазона частот устройства в режиме "ослабление" в прямой путь дополнительно включен диод на расстоянии четверти длины волны от выхода или входа устройства и шунтирующий его. Все диоды устройства включены по постоянному току в одной полярности.To expand the operating frequency range of the device in the "attenuation" mode, a diode is additionally included in the direct path at a distance of a quarter of the wavelength from the output or input of the device and shunting it. All diodes of the device are switched on by direct current in the same polarity.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого управляемого ступенчатого аттенюатора. В ступенчатом аттенюаторе вход и выход образованы параллельным соединением двух отрезков линий передачи. Блок ослабления 5 сигнала подключен через диоды 4, 6 к входу и выходу соответственно. Диод 1 подключен через отрезки линии 2, 3 на расстоянии четверти длины волны по отношению к входу и выходу. Сигналы управления подаются через цепь управления 7.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed controlled step attenuator. In a step attenuator, the input and output are formed by parallel connection of two segments of transmission lines. The signal attenuation unit 5 is connected via diodes 4, 6 to the input and output, respectively. Diode 1 is connected through line segments 2, 3 at a quarter-wavelength distance with respect to the input and output. The control signals are supplied through the control circuit 7.

Когда питание не подано, все диоды 1, 4, 6 находятся в закрытом состоянии и блок ослабления 5 отключен от передающей линии. Сигнал СВЧ передается по прямому пути 2, 3 с минимальными потерями пропускания. При подаче тока по цепи управления 7 все диоды 1, 4, 6 открываются и диод 1 шунтирует отрезок линии передачи 2, 3, возникает режим короткого замыкания по СВЧ, и сигнал по прямому пути 2, 3 не проходит. Диоды 4, 6 в это время подключают блок ослабления 5 к линии передачи. Сигнал СВЧ, проходя через блок ослабления 5, ослабляется до заданного значения и поступает на выход устройства.When no power is supplied, all diodes 1, 4, 6 are in the closed state and the attenuation unit 5 is disconnected from the transmission line. The microwave signal is transmitted on a direct path 2, 3 with minimal transmission loss. When a current is supplied through control circuit 7, all diodes 1, 4, 6 open and diode 1 shunts a section of transmission line 2, 3, a microwave short circuit occurs, and the signal does not pass along direct path 2, 3. Diodes 4, 6 at this time connect the attenuation unit 5 to the transmission line. The microwave signal, passing through the attenuation unit 5, is attenuated to a predetermined value and is output to the device.

На фиг. 2 - схема предлагаемого аттенюатора по п.2. В прямой путь 2, 3, 9 дополнительно включен диод 8 на расстоянии четверти длины волны от выхода устройства. Все диоды 1, 4, 6, 8 устройства включены по постоянному току в одной полярности.In FIG. 2 is a diagram of the proposed attenuator according to claim 2. In a direct path 2, 3, 9, an additional diode 8 is included at a distance of a quarter of the wavelength from the output of the device. All diodes 1, 4, 6, 8 of the device are connected by direct current in the same polarity.

Изготовленные образцы предлагаемого аттенюатора позволили снизить потери в режиме “пропускания” до уровня 0,5 дБ, достичь неравномерности амплитудно-частотной характеристики в режиме “ослабления” не более 0,5 дБ при ширине рабочей полосы не менее 25% для заданного ослабления 15 дБ в 3-сантиметровом диапазоне длин волн.The fabricated samples of the proposed attenuator made it possible to reduce losses in the “transmission” mode to 0.5 dB, to achieve uneven amplitude-frequency characteristics in the “attenuation” mode of not more than 0.5 dB with a working bandwidth of at least 25% for a given attenuation of 15 dB in 3 centimeter wavelength range.

Источники информацииSources of information

1. Патент США №3859609, МКИ Н 01 Р 1/22, публ.7.01.1975.1. US patent No. 3859609, MKI H 01 P 1/22, publ. 01/07/1975.

2. Патент США №4138637, МКИ Н 01 Р 1/22, публ.6.02.1979, фиг.5.2. US Patent No. 4138637, MKI H 01 P 1/22, publ. 02/06/1979, Fig.5.

Claims (2)

1. Управляемый ступенчатый аттенюатор, вход и выход которого образованы параллельным соединением двух отрезков линий передачи, один из которых содержит блок ослабления сигнала, подключенный через диоды, а второй содержит диод, отличающийся тем, что диод второго отрезка линии подключен на расстоянии четверти длины волны по отношению к входу и выходу и шунтирует отрезок по СВЧ, причем все диоды устройства включены по постоянному току в одной полярности.1. A controlled step attenuator, the input and output of which is formed by parallel connection of two segments of transmission lines, one of which contains a signal attenuation unit connected through diodes, and the second contains a diode, characterized in that the diode of the second segment of the line is connected at a quarter wavelength distance with respect to the input and output and shunts the segment along the microwave, and all the diodes of the device are turned on by direct current in the same polarity. 2. Управляемый ступенчатый аттенюатор по п.1, отличающийся тем, что во второй отрезок линии передачи дополнительно включен диод на расстоянии четверти длины волны от выхода или входа и шунтирующий его по СВЧ, причем все диоды устройства включены по постоянному току в одной полярности.2. The controlled step attenuator according to claim 1, characterized in that a diode is additionally included in the second segment of the transmission line at a quarter of the wavelength from the output or input and shunting it along the microwave, all the diodes of the device are connected in direct current in the same polarity.
RU2003112405/09A 2003-04-25 2003-04-25 Controllable step attenuator RU2234169C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112405/09A RU2234169C1 (en) 2003-04-25 2003-04-25 Controllable step attenuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112405/09A RU2234169C1 (en) 2003-04-25 2003-04-25 Controllable step attenuator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2234169C1 true RU2234169C1 (en) 2004-08-10
RU2003112405A RU2003112405A (en) 2004-11-27

Family

ID=33414379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003112405/09A RU2234169C1 (en) 2003-04-25 2003-04-25 Controllable step attenuator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234169C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459322C1 (en) * 2011-04-20 2012-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Controlled stepped attenuator
RU2517248C1 (en) * 2012-12-24 2014-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Controlled stepped attenuator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459322C1 (en) * 2011-04-20 2012-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Controlled stepped attenuator
RU2517248C1 (en) * 2012-12-24 2014-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Controlled stepped attenuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1250352A (en) Pin diode switched rf signal attenuator
US4001734A (en) π-Loop phase bit apparatus
US5911116A (en) Transmitting-receiving switch-over device complete with semiconductors
US3982214A (en) 180° phase shifting apparatus
EP1466382A1 (en) Circuit topology for attenuator and switch circuits
US20070120619A1 (en) RF switch
US4893093A (en) Switched power splitter
US20200184364A1 (en) Routing quantum signals in the microwave domain using time dependent switching
US6147558A (en) Attenuating volume control
WO2010047943A1 (en) Gallium nitride switch methodology
US6310508B1 (en) High frequency switch
US4626806A (en) RF isolation switch
US7030515B2 (en) Individually biased transistor high frequency switch
RU2234169C1 (en) Controllable step attenuator
RU2400875C1 (en) Controlled step attenuator
GB2285190A (en) Variable attenuator using hybrid and PIN diodes
US4010430A (en) Low loss, broadband switchable microwave step attenuator
US6867635B2 (en) Expandable multiport transfer switch
JP2011234110A (en) High frequency circuit
US20240098906A1 (en) A circuit
US20240106101A1 (en) Circuit with first and second terminals coupled together via a branch-interconnection arrangement
KR100225472B1 (en) Small variable attenuator for vhf and uhf
JPS5975157A (en) Trigger circuit
KR100972756B1 (en) Broad-band variable attenuator using metamaterial
JPH05252016A (en) High frequency switch

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160225