RU2311704C1 - Microwave attenuator - Google Patents

Microwave attenuator

Info

Publication number
RU2311704C1
RU2311704C1 RU2006108274/09A RU2006108274A RU2311704C1 RU 2311704 C1 RU2311704 C1 RU 2311704C1 RU 2006108274/09 A RU2006108274/09 A RU 2006108274/09A RU 2006108274 A RU2006108274 A RU 2006108274A RU 2311704 C1 RU2311704 C1 RU 2311704C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistors
attenuator
field
schottky barrier
transmission line
Prior art date
Application number
RU2006108274/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Карпович Балыко (RU)
Александр Карпович Балыко
Ольга Сергеевна Зуева (RU)
Ольга Сергеевна Зуева
Александр Николаевич Королев (RU)
Александр Николаевич Королев
Валентин Алексеевич Мальцев (RU)
Валентин Алексеевич Мальцев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "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" (ФГУП НПП "Исток") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток")
Priority to RU2006108274/09A priority Critical patent/RU2311704C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2311704C1 publication Critical patent/RU2311704C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

FIELD: electronic engineering; microwave attenuators built around semiconductor devices.
SUBSTANCE: proposed microwave attenuator has one attenuator stage incorporating three resistors of which one is disposed in series and two other ones , in parallel to transmission lines at attenuator input and output, as well as three electronic switches. Schottky-barrier field-effect transistors are used as electronic switches. Resistors are isolated from each other Newly introduced in each attenuator stage are two transmission line sections disposed on either side of first resistor. One end of transmission line section is connected to one of respective resistor leads and to drain of respective Schottky-barrier field-effect transistor and other end of line section, to those of first resistor. Other lead of two remaining resistors is connected to sources of respective Schottky-barrier field-effect transistor. Gates of Schottky-barrier field-effect transistors are interconnected and connected to one DC control voltage supply.
EFFECT: ability of attaining zero phase shift of signal in response to direct-current control voltage variations, simplified design, reduced direct loss, mass, and size.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике, а именно к аттенюаторам СВЧ на полупроводниковых приборах.The invention relates to electronic equipment, namely to microwave attenuators on semiconductor devices.

Аттенюаторы СВЧ характеризуют:Microwave attenuators characterize:

- величина прямых потерь Ап, значение которой должно быть как можно меньше;- direct losses Ap, the value of which should be as small as possible;

- величина изменения затухания Аз, значение, которой задается;- the magnitude of the change in the attenuation Az, the value that is specified;

- величина изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения;- the magnitude of the phase change of the signal with a corresponding change in the constant control voltage;

- наличие числа источников постоянного управляющего напряжения, которое должно быть как можно меньше;- the presence of the number of sources of constant control voltage, which should be as small as possible;

- величина постоянного управляющего напряжения.- the value of the constant control voltage.

Аттенюаторы СВЧ, выполненные на основе полупроводниковых приборов, широко используются в технике СВЧ, особенно многоразрядные аттенюаторы СВЧ с дискретным изменением затухания, которые представляют собой каскадное соединение нескольких, по крайней мере, двух разрядов, каждый из которых представляет собой так называемое П- или Т-образное соединение резисторов относительно линий передачи на входе и выходе аттенюатора, при этом они выполнены с заданными величинами сопротивлений.Microwave attenuators made on the basis of semiconductor devices are widely used in the microwave technology, especially multi-bit microwave attenuators with discrete attenuation, which are a cascade connection of at least two discharges, each of which is a so-called P- or T- a figurative connection of resistors relative to the transmission lines at the input and output of the attenuator, while they are made with the specified values of the resistances.

Подключение и отключение резисторов в каждом разряде осуществляют электронными ключами, в качестве которых используют полупроводниковые диоды и транзисторы. Это позволяет получить требуемые комбинации дискретного изменения затухания многоразрядного аттенюатора СВЧ.Connecting and disconnecting resistors in each discharge is carried out by electronic switches, which are used as semiconductor diodes and transistors. This allows you to get the required combination of discrete changes in the attenuation of a multi-bit microwave attenuator.

Известен многоразрядный аттенюатор СВЧ, содержащий в каждом разряде П-образное соединение трех резисторов, в котором в качестве электронных ключей использованы полупроводниковые диоды, при этом последовательно соединенный резистор параллельно соединен с pin - диодом, переключаемым с помощью источника постоянного управляющего напряжения, два параллельно соединенных резистора последовательно соединены с двумя другими pin-диодами соответственно, переключаемыми с помощью второго источника постоянного управляющего напряжения [1].A multi-bit microwave attenuator is known, containing in each category a U-shaped connection of three resistors, in which semiconductor diodes are used as electronic keys, while a series-connected resistor is connected in parallel with a pin diode switched using a constant voltage control source, two resistors connected in parallel connected in series with two other pin diodes, respectively, switched using a second source of constant control voltage [1].

Недостатками данного аттенюатора являются:The disadvantages of this attenuator are:

во-первых, существенная величина изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения,firstly, a significant change in the phase of the signal with a corresponding change in the constant control voltage,

во-вторых, значительные прямые потери Ап,secondly, significant direct losses of Ap,

в третьих, наличие двух источников постоянного управляющего напряжения, что усложняет конструкцию и увеличивает массогабаритные характеристики аттенюатора СВЧ.thirdly, the presence of two sources of constant control voltage, which complicates the design and increases the overall dimensions of the microwave attenuator.

Кроме того, поскольку pin-диоды являются двухполюсными приборами, то для развязки их по СВЧ и постоянному управляющему напряжению необходимо использовать фильтры питания, что также усложняет конструкцию и увеличивает массогабаритные характеристики аттенюатора СВЧ.In addition, since pin diodes are bipolar devices, it is necessary to use power filters to isolate them by microwave and constant control voltage, which also complicates the design and increases the overall dimensions of the microwave attenuator.

Известен многоразрядный аттенюатор СВЧ, содержащий в каждом разряде также П-образное соединение трех резисторов, но в котором в качестве трех электронных ключей использованы полупроводниковые транзисторы - полевые транзисторы с барьером Шотки, при этом последовательно соединенный резистор параллельно соединен с истоком и стоком полевого транзистора с барьером Шотки, а затвор соединен с первым источником постоянного управляющего напряжения. Два параллельно соединенных резистора с одинаковыми сопротивлениями расположены по разные стороны от последовательно соединенного резистора и соединены с ним, а вторые их концы соединены со стоками двух других полевых транзисторов с барьером Шотки соответственно, истоки которых заземлены, а затворы которых соединены между собой и соединены со вторым источником постоянного управляющего напряжения [2] - прототип.A multi-bit microwave attenuator is known, which also contains a U-shaped connection of three resistors in each discharge, but in which semiconductor transistors - field-effect transistors with a Schottky barrier are used as three electronic switches, while a series-connected resistor is connected in parallel with the source and drain of the field-effect transistor with a barrier Schottky, and the shutter is connected to the first source of constant control voltage. Two parallel-connected resistors with the same resistances are located on opposite sides of the series-connected resistor and connected to it, and their second ends are connected to the drains of two other field-effect transistors with a Schottky barrier, respectively, whose sources are grounded and whose gates are interconnected and connected to the second a source of constant control voltage [2] is a prototype.

По сравнению с аналогом в данном аттенюаторе СВЧ исключена необходимость использования фильтров питания, поскольку полевые транзисторы с барьером Шотки являются трехполюсными приборами, и, следовательно, обладают внутренней развязкой по СВЧ и постоянному управляющему напряжению.Compared to the analogue, this microwave attenuator eliminates the need to use power filters, since field-effect transistors with a Schottky barrier are three-pole devices, and therefore have an internal microwave isolation and constant control voltage.

Однако, как и первому аналогу, данному аттенюатору СВЧ присущи:However, like the first analogue, this microwave attenuator is characterized by:

во-первых, существенная величина изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения,firstly, a significant change in the phase of the signal with a corresponding change in the constant control voltage,

во-вторых, значительные прямые потери Ап,secondly, significant direct losses of Ap,

в-третьих, наличие двух источников постоянного управляющего напряжения.thirdly, the presence of two sources of constant control voltage.

Техническим результатом изобретения является достижение нулевой величины изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения, снижение прямых потерь Ап, упрощение конструкции, снижение массогабаритных характеристик аттенюатора СВЧ.The technical result of the invention is to achieve a zero value of the phase change of the signal with a corresponding change in the constant control voltage, reduce direct losses Ap, simplify the design, reduce the overall dimensions of the microwave attenuator.

Технический результат достигается тем, что в известном аттенюаторе СВЧ, состоящем, по крайней мере, из одного разряда, каждый из которых содержит три резистора, один из которых расположен последовательно, а два других - параллельно линиям передачи на входе и выходе аттенюатора, и трех электронных ключей, в качестве которых использованы полевые транзисторы с барьером Шотки, при этом первый резистор соединен с истоком и стоком полевого транзистора с барьером Шотки, а два другие выполнены с одинаковыми сопротивлениями и расположены по разные стороны от первого и соответственно каждый вместе с полевым транзистором с барьером Шотки, истоки которых заземлены, а затворы трех полевых транзисторов с барьером Шотки служат для подачи напряжения от источников постоянного управляющего напряжения, резисторы разъединены между собой, в каждый разряд аттенюатора дополнительно введены два отрезка линии передачи, которые расположены по разные стороны от первого резистора, при этом один конец каждого из отрезков линии передачи соединен с одним из концов соответствующего одного из двух резисторов и со стоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, а другой их конец соединен с концами первого резистора, другой конец каждого из двух других резисторов соединен с истоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, а затворы трех полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения.The technical result is achieved by the fact that in the known microwave attenuator, consisting of at least one discharge, each of which contains three resistors, one of which is located in series, and the other two are parallel to the transmission lines at the input and output of the attenuator, and three electronic keys, which are used field-effect transistors with a Schottky barrier, while the first resistor is connected to the source and drain of the field-effect transistor with a Schottky barrier, and the other two are made with the same resistances and are located at different the sides of the first and, respectively, each together with a field-effect transistor with a Schottky barrier, the sources of which are grounded, and the gates of three field-effect transistors with a Schottky barrier serve to supply voltage from sources of constant control voltage, the resistors are disconnected from each other, two lengths of the line are additionally introduced into each bit of the attenuator transmission, which are located on opposite sides of the first resistor, while one end of each of the segments of the transmission line is connected to one of the ends of the corresponding one of the two the resistors and the drain of the corresponding field effect transistor with a Schottky barrier, and their other end connected to the ends of the first resistor, the other end of each of the other two resistors connected to the source of the corresponding field effect transistor with a Schottky barrier, and the gates of three field effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and connected to one source of constant control voltage.

В аттенюаторе СВЧ расстояния, на котором расположены два других резистора от первого, задаются их конструкцией.In the microwave attenuator, at which two other resistors from the first are located, they are determined by their design.

В аттенюаторе СВЧ отрезки линии передачи могут быть выполнены длиной, равной, либо меньшей четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению линий передачи на входе и выходе аттенюатора.In the microwave attenuator, segments of the transmission line can be made with a length equal to or less than a quarter of the wavelength in the transmission line, and wave impedance equal to the wave resistance of the transmission lines at the input and output of the attenuator.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Предложенный аттенюатор СВЧ, в котором резисторы разъединены между собой, а в каждый разряд аттенюатора дополнительно ведены два отрезка линии передачи и предлагаемое их соединение с резисторами и полевыми транзисторами с барьером Шотки, а именно один конец каждого из отрезков линии передачи соединен с одним из концов соответствующего одного из двух резисторов и со стоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, а другой их конец соединен с концами первого резистора, другой конец каждого из двух других резисторов соединен с истоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, позволяет:The proposed microwave attenuator, in which the resistors are disconnected from each other, and two segments of the transmission line and their proposed connection with resistors and field-effect transistors with a Schottky barrier are additionally led to each bit of the attenuator, namely, one end of each of the segments of the transmission line is connected to one of the ends of the corresponding one of the two resistors and with the drain of the corresponding field effect transistor with a Schottky barrier, and the other end is connected to the ends of the first resistor, the other end of each of the other two resistors is connected n corresponding to the source of FET Schottky barrier, allows:

во-первых, изменяя длину отрезков линии передачи, тем самым компенсировать реактивные элементы (емкости) полевых транзисторов с барьером Шотки, подключенных к соответствующим двум резисторам. А поскольку фаза сигнала определяется в основном реактивными элементами, тем самым достичь нулевой величины ее изменения при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения.firstly, by changing the length of the segments of the transmission line, thereby compensating for the reactive elements (capacitances) of field-effect transistors with a Schottky barrier connected to the corresponding two resistors. And since the phase of the signal is determined mainly by reactive elements, thereby achieving a zero value of its change with a corresponding change in the constant control voltage.

во-вторых, поскольку компенсация реактивных элементов снижает коэффициент отражения сигнала, снизить прямые потери Ап,secondly, since the compensation of reactive elements reduces the reflection coefficient of the signal, reduce direct losses Ap,

в-третьих, соединить между собой затворы всех трех полевых транзисторов с барьером Шотки и подавать на них постоянное управляющее напряжение от одного источника и тем самым упростить конструкцию и снизить массогабаритные характеристики аттенюатора СВЧ.thirdly, to interconnect the gates of all three field-effect transistors with the Schottky barrier and apply a constant control voltage to them from a single source and thereby simplify the design and reduce the overall dimensions of the microwave attenuator.

Расстояния, на котором расположены два резистора от первого, задаются их конструкцией.The distances at which two resistors are located from the first are determined by their design.

Так, например, в случае исполнения аттенюатора СВЧ в виде монолитной интегральной схемы два резистора выполнены разной шириной и длиной, но с одинаковыми сопротивлениями, и, следовательно, расстояния, на котором расположены эти резисторы на концах отрезков линии передачи, будут не равными.So, for example, in the case of the microwave attenuator in the form of a monolithic integrated circuit, two resistors are made of different widths and lengths, but with the same resistances, and, therefore, the distance at which these resistors are located at the ends of the transmission line segments will not be equal.

Выполнение отрезков линии передачи длиной, равной, либо меньшей четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению линий передачи на входе и выходе аттенюатора, усиливает эффект компенсации реактивных элементов полевых транзисторов с барьером Шотки.Performing segments of the transmission line with a length equal to or less than a quarter of the wavelength in the transmission line and wave impedance equal to the wave impedance of the transmission lines at the input and output of the attenuator enhances the compensation effect of the reactive elements of field-effect transistors with a Schottky barrier.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена топология одного разряда предлагаемого аттенюатора СВЧ, гдеFigure 1 shows the topology of one discharge of the proposed microwave attenuator, where

- три резистора, один из которых расположен последовательно R1, а два других R2, R3 параллельно линиям передачи на входе и выходе,- three resistors, one of which is located in series R1, and the other two R2, R3 parallel to the transmission lines at the input and output,

- три электронных ключа, в качестве которых использованы три полевых транзистора с барьером Шотки - 4, 5, 6 соответственно,- three electronic keys, which are used as three field-effect transistors with a Schottky barrier - 4, 5, 6, respectively,

- два отрезка линии передачи - 7 и 8 соответственно,- two segments of the transmission line - 7 and 8, respectively,

- линии передачи на входе и выходе - 9,- transmission lines at the input and output - 9,

- источник постоянного управляющего напряжения - 10.- source of constant control voltage - 10.

На фиг.2 изображена электрическая схема предлагаемого аттенюатора СВЧ.Figure 2 shows the electrical circuit of the proposed microwave attenuator.

На фиг.3 приведены зависимости от частоты фазы сигнала при величине постоянного управляющего напряжения, равной 0 и -2,5 В - напряжение отсечки.Figure 3 shows the dependence on the frequency of the phase of the signal with a constant control voltage equal to 0 and -2.5 V - cutoff voltage.

На фиг.4 приведены зависимости от частоты величины прямых потерь Ап и величины затухания Аз при величине постоянного управляющего напряжения, равной 0 и -2,5 В - напряжение отсечки.Figure 4 shows the frequency dependences of the direct losses Ap and the attenuation value Az at a constant control voltage of 0 and -2.5 V — cutoff voltage.

ПримерExample

В качестве примера рассмотрен один разряд аттенюатора СВЧ.As an example, one bit of the microwave attenuator is considered.

Все элементы аттенюатора выполнены в монолитно-интегральном исполнении на полупроводниковой подложке из арсенида галлия толщиной, равной 0,1 мм, с использованием классической тонкопленочной технологии.All elements of the attenuator are made in a monolithic-integral design on a semiconductor substrate of gallium arsenide with a thickness of 0.1 mm, using classical thin-film technology.

Три резистора R1, R2, R3 выполнены с сопротивлениями, равными 40, 50, 50 Ом, соответственно путем напыления, например, хрома толщиной 2 мкм.Three resistors R1, R2, R3 are made with resistances equal to 40, 50, 50 Ohms, respectively, by spraying, for example, chromium 2 microns thick.

Три электронных ключа, в качестве которых использованы три полевых транзистора с барьером Шотки 4, 5, 6, имеют напряжение отсечки Uотс, равное -2,5 В.Three electronic keys, which are used as three field-effect transistors with a Schottky barrier 4, 5, 6, have a cutoff voltage Uots equal to -2.5 V.

Два отрезка линии передачи 7 и 8 выполнены шириной и длиной проводников 0,01 и 3 мм соответственно и расположены по разные стороны от первого резистора R1.Two segments of the transmission line 7 and 8 are made with a width and length of conductors of 0.01 and 3 mm, respectively, and are located on different sides from the first resistor R1.

Линии передачи на входе и выходе 9 выполнены шириной проводников, равной 0,08 мм.The transmission lines at the input and output 9 are made of a width of conductors equal to 0.08 mm

При этом резистор R1 расположен последовательно, а резисторы R2 и R3 расположены по разные стороны от резистора R1 и соответственно каждый вместе с полевым транзистором с барьером Шотки 5, 6 и параллельно линиям передачи на входе и выходе 9.In this case, the resistor R1 is located in series, and the resistors R2 and R3 are located on opposite sides of the resistor R1 and, respectively, each together with a field-effect transistor with a Schottky barrier 5, 6 and parallel to the transmission lines at the input and output 9.

При этом резисторы разъединены между собой. Первый резистор R1 соединен с истоком и стоком полевого транзистора с барьером Шотки 4 посредством проводников.In this case, the resistors are disconnected from each other. The first resistor R1 is connected to the source and drain of the field effect transistor with a Schottky barrier 4 by means of conductors.

Один конец каждого из отрезков линии передачи 7 и 8 соединен с одним из концов соответствующего одного из двух резисторов R2 и R3 и со стоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки 5, 6, а другой их конец соединен с концами первого резистора, другой конец каждого из двух других резисторов R2 и R3 соединен с истоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки 5, 6, а затворы всех трех полевых транзисторов с барьером Шотки 4, 5, 6 соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения 10.One end of each of the segments of the transmission line 7 and 8 is connected to one of the ends of the corresponding one of the two resistors R2 and R3 and to the drain of the corresponding field-effect transistor with a Schottky barrier 5, 6, and the other end is connected to the ends of the first resistor, the other end of each of the other two resistors R2 and R3 are connected to the source of the corresponding field effect transistor with a Schottky barrier 5, 6, and the gates of all three field effect transistors with a Schottky barrier 4, 5, 6 are connected to each other and connected to one source of constant control voltage 10.

Истоки полевых транзисторов с барьером Шотки 5 и 6 заземлены посредством соединения с основанием, на котором расположена монолитная интегральная схема аттенюатора СВЧ, через металлизированные отверстия в ней, а стоки соединены с резисторами R2 и R3 соответственно посредством проводников.The sources of field-effect transistors with a Schottky barrier 5 and 6 are grounded by connecting to the base on which the monolithic integrated circuit of the microwave attenuator is located, through metallized holes in it, and the drains are connected to resistors R2 and R3, respectively, through conductors.

Работу аттенюатора СВЧ рассмотрим на примере одного разряда.We consider the operation of the microwave attenuator as an example of one discharge.

При подаче на затворы всех трех полевых транзисторов с барьером Шотки 4, 5, 6 соответственно постоянного управляющего напряжения U величиной, равной 0 В, от одного источника постоянного управляющего напряжения 10 становятся открытыми все три полевых транзистора с барьером Шотки 4, 5, 6.When all three field-effect transistors with a Schottky barrier 4, 5, 6 are applied to the gates, respectively, with a constant control voltage U of 0 V, from one source of constant control voltage 10, all three field-effect transistors with a Schottky barrier 4, 5, 6 become open.

В результате этого полевой транзистор с барьером Шотки 4, включенный параллельно первому резистору R1, имея малое сопротивление, зашунтирует этот резистор и общее последовательное сопротивление аттенюатора Z1, рассчитанное по формулеAs a result, a field effect transistor with a Schottky barrier 4, connected in parallel with the first resistor R1, having a small resistance, shunts this resistor and the total series resistance of the attenuator Z1, calculated by the formula

Z1=R1×Zоткр./(R1+Zоткр.), гдеZ1 = R1 × Zopen ./ (R1 + Zopen.), Where

Zоткр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки,Open - resistance of a field effect transistor with a Schottky barrier,

будет меньше, чем сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки Zоткр.will be less than the resistance of a field effect transistor with a Schottky barrier Z Open.

Полевые транзисторы с барьером Шотки 5 и 6 также имеют малые сопротивления Zоткр., но поскольку каждый включен на одном конце каждого отрезка линии передачи 7 и 8 соответственно с длиной, равной четверти длины волны, в линии передачи, и волновым сопротивлением Z, равным Z0, то на другом их конце малые сопротивления Zоткр. преобразуются в большие сопротивления Z2 и Z3, рассчитанные по формуламField-effect transistors with a Schottky barrier 5 and 6 also have low resistances Z open, but since each is connected at one end of each segment of the transmission line 7 and 8, respectively, with a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line and a wave impedance Z equal to Z0, then at their other end there are small resistances Zexc. converted to large resistances Z2 and Z3, calculated by the formulas

Z2=Z2/Zоткр.,Z2 = Z 2 / Z open,

Z3=Z2/Zоткр., гдеZ3 = Z 2 / Z open, where

Z2 - квадрат волнового сопротивления отрезков линии передачи 7 и 8.Z 2 - the square of the wave resistance of the segments of the transmission line 7 and 8.

При этом большие сопротивления Z2 и Z3 сравнимы по величине с сопротивлениями закрытых полевых транзисторов с барьером Шотки Zзакр. В этом случае аттенюатор будет иметь малое последовательное сопротивление Z1 и два больших параллельных сопротивления Z2 и Z3, включенных по обе стороны малого последовательного сопротивления Z1.Moreover, the large resistances Z2 and Z3 are comparable in magnitude with the resistances of closed field-effect transistors with a Schottky barrier Zzakr. In this case, the attenuator will have a small series resistance Z1 and two large parallel resistance Z2 and Z3 connected on both sides of the small series resistance Z1.

В этом случае в аттенюаторе реализуется минимальная величина прямых потерь Ап.In this case, the minimum direct loss Ap is realized in the attenuator.

При подаче на затворы всех трех полевых транзисторов с барьером Шотки 4, 5, 6 отрицательного управляющего напряжения U, превышающего по абсолютной величине напряжение отсечки полевого транзистора с барьером Шотки Uотс, все транзисторы будут закрыты.When all three field-effect transistors with a Schottky barrier 4, 5, 6 are fed to the gates with a negative control voltage U, which exceeds the absolute value of the cut-off voltage of the field-effect transistor with a Schottky barrier Uots, all transistors will be closed.

При этом полевой транзистор с барьером Шотки 4, включенный параллельно первому резистору R1, будет иметь сопротивление Zзакр., значительно большее, чем сопротивление первого резистора R1, и общее последовательное сопротивление Z1 аттенюатора, рассчитанное по формулеIn this case, a field-effect transistor with a Schottky barrier 4, connected in parallel with the first resistor R1, will have a resistance Zzakr., Significantly greater than the resistance of the first resistor R1, and the total series resistance of the attenuator Z1, calculated by the formula

Z1=R1×Zзакр./(R1+Zзакр.),Z1 = R1 × Zcl ./ (R1 + Zcl.),

будет равно R1.will be equal to R1.

Полевые транзисторы с барьером Шотки 5 и 6 также имеют большие сопротивления Zзакр., значительно большие, чем сопротивления резисторов R2 и R3, поэтому сопротивления ZA и ZB, рассчитанные по формуламField-effect transistors with a Schottky barrier 5 and 6 also have large resistance Zzakr., Significantly larger than the resistance of the resistors R2 and R3, therefore, the resistance ZA and ZB, calculated by the formulas

ZA=R2×Zзакр./(R2+Zзакр.)ZA = R2 × Zcl ./ (R2 + Zcl.)

ZB=R3×Zзакр./(R3+Zзакр.), гдеZB = R3 × Zcl ./ (R3 + Zcl.), Where

ZA и ZB сопротивления на концах отрезков линий передач,ZA and ZB resistance at the ends of the segments of the transmission lines,

будут равны сопротивлениям резисторов R2 и R3 соответственно, но поскольку каждый включен на одном конце каждого отрезка линии передачи 7 и 8 соответственно с длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением Z, то на другом их конце сопротивления R2 и R3 преобразуются в сопротивления Z2 и Z3, рассчитанные по формулеwill be equal to the resistances of the resistors R2 and R3, respectively, but since each is turned on at one end of each segment of the transmission line 7 and 8, respectively, with a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line and the wave impedance Z, then at the other end of the resistor, R2 and R3 in resistance Z2 and Z3, calculated by the formula

Z2=Z2/ZA,Z2 = Z 2 / ZA,

Z3=Z2/ZB,Z3 = Z 2 / ZB,

где Z2 - квадрат волнового сопротивления отрезков линии передачи 7 и 8.where Z 2 is the square of the wave resistance of the segments of the transmission line 7 and 8.

В этом случае аттенюатор будет иметь последовательное сопротивление R1 и два параллельных сопротивления Z2 и Z3, включенных по обе стороны последовательного сопротивления R1.In this case, the attenuator will have a series resistance R1 and two parallel resistance Z2 and Z3 connected on both sides of the series resistance R1.

В этом случае в аттенюаторе реализуется:In this case, the attenuator implements:

во-первых, требуемая величина затухания Аз,firstly, the required attenuation value Az,

во-вторых, достижение нулевой величины изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения.secondly, achieving a zero value of the phase change of the signal with a corresponding change in the constant control voltage.

На изготовленных образцах аттенюатора СВЧ были измерены величины затухания Аз, прямых потерь Ап и изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения.On the manufactured samples of the microwave attenuator, the attenuation values Az, direct losses Ap, and the phase change of the signal were measured with a corresponding change in the constant control voltage.

Результаты изображены на фиг.3 и 4.The results are shown in figure 3 and 4.

Как видно из фиг.3, изменение фазы сигнала при изменении постоянного управляющего напряжения, равного 0 и -2,5 В - напряжение отсечки, на частоте 10 ГГц составляет 0 градусов.As can be seen from figure 3, the phase change of the signal when changing the constant control voltage equal to 0 and -2.5 V is the cut-off voltage at a frequency of 10 GHz is 0 degrees.

Как видно из фиг.4, величина прямых потерь Ап составляет -1,2 дБ, а величина затухания Аз составляет -5,2 дБ.As can be seen from figure 4, the magnitude of the direct loss Ap is -1.2 dB, and the attenuation value Az is -5.2 dB.

Таким образом, данный разряд аттенюатора реализует разность затухания, равную -4 дБ.Thus, this bit of the attenuator implements the attenuation difference of -4 dB.

Таким образом, предлагаемый многоразрядный аттенюатор СВЧ по сравнению с прототипом позволит:Thus, the proposed multi-bit microwave attenuator in comparison with the prototype will allow:

во-первых, приблизится к достижению нулевой величины изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения,firstly, it will approach the achievement of a zero value of the phase change of the signal with a corresponding change in the constant control voltage,

во-вторых, снизить прямые потери Ап,secondly, reduce direct losses Ap,

в-третьих, упростить конструкцию, снизить массогабаритные характеристики аттенюатора СВЧ.thirdly, to simplify the design, reduce the overall dimensions of the microwave attenuator.

Источники информацииInformation sources

1. Вайсблат А.В. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. - М.: Радио и связь. - 1987 г., стр.45.1. Weissblat A.V. Microwave switching devices on semiconductor diodes. - M .: Radio and communication. - 1987, p. 45.

2. Проектирование многоразрядных монолитных аттенюаторов Абакумова Н.В., Богданов Ю.М. и др. Электронная техника. Сер.1, СВЧ-техника. 2005 г., вып.2, стр.6-19.2. Design of multi-bit monolithic attenuators Abakumova NV, Bogdanov Yu.M. and other electronic equipment. Ser. 1, microwave technology. 2005, issue 2, pp. 6-19.

Claims (2)

1. Аттенюатор СВЧ, состоящий, по крайней мере, из одного разряда, каждый из которых содержит три резистора, один из которых расположен последовательно, а два других - параллельно линиям передачи на входе и выходе аттенюатора, и трех электронных ключей, в качестве которых использованы полевые транзисторы с барьером Шотки, при этом первый резистор соединен с истоком и стоком полевого транзистора с барьером Шотки, а два других выполнены с одинаковыми сопротивлениями и расположены по разные стороны от первого и соответственно каждый вместе с полевым транзистором с барьером Шотки, истоки которых заземлены, а затворы трех полевых транзисторов с барьером Шотки служат для подачи напряжения от источников постоянного управляющего напряжения, отличающийся тем, что в каждый разряд аттенюатора дополнительно введены два отрезка линии передачи, которые расположены по разные стороны от первого резистора, при этом один конец каждого из отрезков линии передачи соединен с одним из концов соответствующего одного из двух резисторов и со стоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, а другой их конец соединен с концами первого резистора, другой конец каждого из двух других резисторов соединен с истоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, а затворы трех полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения, при этом отрезки линии передачи выполнены длиной, равной либо меньшей четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению линий передачи на входе и выходе аттенюатора.1. Microwave attenuator, consisting of at least one discharge, each of which contains three resistors, one of which is located in series, and the other two are parallel to the transmission lines at the input and output of the attenuator, and three electronic keys, which are used field-effect transistors with a Schottky barrier, the first resistor connected to the source and drain of the field-effect transistor with a Schottky barrier, and the other two are made with the same resistances and are located on different sides from the first and, accordingly, each together with left-side transistor with a Schottky barrier, the sources of which are grounded, and the gates of three field-effect transistors with a Schottky barrier serve to supply voltage from sources of constant control voltage, characterized in that two sections of the transmission line are added to each bit of the attenuator, which are located on opposite sides of the first a resistor, while one end of each of the segments of the transmission line is connected to one of the ends of the corresponding one of the two resistors and to the drain of the corresponding field-effect transistor with a barrier ohms of Schottky, and their other end is connected to the ends of the first resistor, the other end of each of the other two resistors is connected to the source of the corresponding field effect transistor with a Schottky barrier, and the gates of three field effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and connected to one source of constant control voltage, wherein the segments of the transmission line are made with a length equal to or less than a quarter of the wavelength in the transmission line, and wave impedance equal to the wave resistance of the transmission lines at the input and output of the attenuato a. 2. Аттенюатор СВЧ по п.1, отличающийся тем, что расстояния, на которых расположены два других резистора от первого, кратны нечетному числу четвертьволнового отрезка линии передачи.2. The microwave attenuator according to claim 1, characterized in that the distances at which two other resistors are located from the first are multiples of the odd number of the quarter-wave length of the transmission line.
RU2006108274/09A 2006-03-13 2006-03-13 Microwave attenuator RU2311704C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006108274/09A RU2311704C1 (en) 2006-03-13 2006-03-13 Microwave attenuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006108274/09A RU2311704C1 (en) 2006-03-13 2006-03-13 Microwave attenuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2311704C1 true RU2311704C1 (en) 2007-11-27

Family

ID=38960397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006108274/09A RU2311704C1 (en) 2006-03-13 2006-03-13 Microwave attenuator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2311704C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556427C1 (en) * 2014-03-24 2015-07-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (ОАО "НПП "Исток им. Шокина") Uhf attenuator
RU2568261C2 (en) * 2014-03-04 2015-11-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" имени А.И. Шокина") Microwave attenuator
RU2713719C1 (en) * 2019-04-25 2020-02-06 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Microwave filter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Электронная техника. СВЧ-техника. - М., 2005, сер.1, вып.2, с.6-19. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568261C2 (en) * 2014-03-04 2015-11-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" имени А.И. Шокина") Microwave attenuator
RU2556427C1 (en) * 2014-03-24 2015-07-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (ОАО "НПП "Исток им. Шокина") Uhf attenuator
RU2713719C1 (en) * 2019-04-25 2020-02-06 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Microwave filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108292911B (en) Low phase shift high frequency attenuator
US6737933B2 (en) Circuit topology for attenuator and switch circuits
US7525395B2 (en) Step attenuator
US20060001507A1 (en) Phase shifter
Kang et al. A 4-bit CMOS phase shifter using distributed active switches
WO1989011166A1 (en) Variable attenuator having voltage variable fet resistor with chosen resistance-voltage relationship
JP3090105B2 (en) Step attenuator
RU2311704C1 (en) Microwave attenuator
RU2340048C1 (en) Shf attenuator
RU2314603C2 (en) Microwave attenuator
RU2367066C1 (en) Microwave phase changer
RU2461920C1 (en) Broadband microwave attenuator with continuous control
Doddamani et al. Design of SPDT switch, 6 bit digital attenuator, 6 Bit digital phase shifter for L-Band T/R module using 0.7 μm GaAs MMIC technology
RU2324265C2 (en) Microwave attenuator
US11777187B2 (en) Reconfigurable quadrature coupler
RU2335832C1 (en) Shf switch
US20090219087A1 (en) Travelling wave amplifier
RU2316086C1 (en) Microwave phase shifter
RU2407115C1 (en) Microwave attenuator with discrete variation of attenuation
RU2313866C1 (en) Microwave switch
RU2568261C2 (en) Microwave attenuator
RU2372695C1 (en) Bandpass all-pass retunable shf filter
RU2420836C1 (en) Microwave attenuator
RU2460183C1 (en) Microwave phase changer
WO2009042060A2 (en) Constant phase digital attenuator with on-chip matching circuitry

Legal Events

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

Effective date: 20160225

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200314