RU2321106C1 - Microwave phase shifter - Google Patents

Microwave phase shifter Download PDF

Info

Publication number
RU2321106C1
RU2321106C1 RU2006130230/09A RU2006130230A RU2321106C1 RU 2321106 C1 RU2321106 C1 RU 2321106C1 RU 2006130230/09 A RU2006130230/09 A RU 2006130230/09A RU 2006130230 A RU2006130230 A RU 2006130230A RU 2321106 C1 RU2321106 C1 RU 2321106C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microwave
phase shifter
field
schottky
source
Prior art date
Application number
RU2006130230/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Карпович Балыко (RU)
Александр Карпович Балыко
Александр Николаевич Королев (RU)
Александр Николаевич Королев
Валентин Алексеевич Мальцев (RU)
Валентин Алексеевич Мальцев
Ирина Валерьевна Самсонова (RU)
Ирина Валерьевна Самсонова
Федор Евгеньевич Щербаков (RU)
Федор Евгеньевич Щербаков
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 RU2006130230/09A priority Critical patent/RU2321106C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2321106C1 publication Critical patent/RU2321106C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; microwave phase shifters built around semiconductor devices.
SUBSTANCE: proposed microwave phase shifter has two transmission lines of similar wave impedance ,one of them being designed for microwave signal input and other one, for its output; two Schottky-barrier field-effect transistors; inductance coils of same rating; and capacitors of either different or same rating. Source of first Schottky-barrier field-effect transistor is connected to transmission line at input and to one of first inductance coil leads; drain is connected through first capacitor to transmission line at output and to one of second inductance coil leads. Drain of second Schottky-barrier field-effect transistor is connected to other leads of both inductance coils and to one of leads of second capacitor; source and other lead of second capacitor are grounded. Gates of Schottky-barrier field-effect transistors are interconnected and connected to one DC control voltage supply.
EFFECT: reduced irregularity of phase variation in operating frequency band, reduced reflection factor module and direct loss; simplified design and reduced mass of microwave phase shifter.
2 cl, 5 dwg

Description

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

Фазовращатели СВЧ характеризуют:Microwave phase shifters characterize:

- величина изменения фазы сигнала СВЧ, значение которой задается;- the magnitude of the phase change of the microwave signal, the value of which is set;

- величина неравномерности изменения фазы в рабочей полосе частот, которая должна быть как можно меньше;- the magnitude of the non-uniformity of the phase change in the working frequency band, which should be as small as possible;

- 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 модуля коэффициента отражения, которая должна быть как можно меньше;- the magnitude of the reflection coefficient modulus, which should be as small as possible;

- 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.

Фазовращатели СВЧ, выполненные на основе полупроводниковых приборов, широко используются в технике СВЧ.Microwave phase shifters based on semiconductor devices are widely used in microwave technology.

Особенно многоразрядные фазовращатели СВЧ с дискретным изменением фазы, которые представляют собой каскадное соединение нескольких, по крайней мере, двух разрядов, содержащие в каждом разряде, в том числе индуктивности и емкости.Especially multi-bit microwave phase shifters with discrete phase change, which are a cascade connection of several at least two discharges, containing in each discharge, including inductance and capacitance.

Подключение и отключение емкостей и индуктивностей в каждом разряде осуществляют электронными ключами, в качестве которых используют полупроводниковые диоды и транзисторы. Это позволяет получать требуемые комбинации дискретного изменения фазы фазовращателя СВЧ.Connecting and disconnecting capacitors and inductances 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 phase of the microwave phase shifter.

Известен многоразрядный фазовращатель СВЧ, содержащий в каждом разряде соединение индуктивностей и емкостей. В качестве электронных ключей использованы полупроводниковые pin-диоды, на которые подают постоянные управляющие напряжения. Полупроводниковые pin-диоды осуществляют переключение соединения индуктивностей и емкостей в виде фильтра высоких частот на их соединение в виде фильтра нижних частот [1].Known multi-bit microwave phase shifter, containing in each discharge a connection of inductors and capacitors. As electronic keys, semiconductor pin diodes are used, to which constant control voltages are applied. Semiconductor pin diodes switch the connection of inductors and capacitors in the form of a high-pass filter to their connection in the form of a low-pass filter [1].

Недостатком данного многоразрядного фазовращателя является наличие в каждом разряде двух источников постоянного управляющего напряжения, что усложняет конструкцию и увеличивает массогабаритные характеристики фазовращателя СВЧ.The disadvantage of this multi-bit phase shifter is the presence in each discharge of two sources of constant control voltage, which complicates the design and increases the overall dimensions of the microwave phase shifter.

Кроме того, поскольку pin-диоды являются двухполюсными приборами, то для развязки цепи по постоянному току и сигналу СВЧ необходимо использовать фильтры питания, что также усложняет конструкцию и увеличивает массогабаритные характеристики фазовращателя СВЧ.In addition, since pin diodes are bipolar devices, it is necessary to use power filters to decouple the circuit for direct current and microwave signal, which also complicates the design and increases the weight and size characteristics of the microwave phase shifter.

Известен многоразрядный фазовращатель СВЧ, содержащий в каждом разряде также соединение индуктивностей и емкостей. В качестве электронных ключей в данном фазовращателе СВЧ использованы полупроводниковые транзисторы - полевые транзисторы с барьером Шотки. Фазовращатель СВЧ содержит две линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна предназначена для входа сигнала СВЧ, другая - для выхода, два полевых транзистора с барьером Шотки, индуктивности и емкости, при этом одни из электродов истока и стока обоих полевых транзисторов с барьером Шотки соединены с линиями передачи на входе и на выходе, а на затворы подают постоянные управляющие напряжения [2] - прототип.A multi-bit microwave phase shifter is known, which also contains a connection of inductors and capacitors in each discharge. Semiconductor transistors - field effect transistors with a Schottky barrier, are used as electronic keys in this microwave phase shifter. The microwave phase shifter contains two transmission lines with the same wave impedances, one for the input of the microwave signal, the other for output, two field-effect transistors with a Schottky barrier, inductance and capacitance, while one of the source and drain electrodes of both field-effect transistors with a Schottky barrier is connected to transmission lines at the input and output, and the valves are fed with constant control voltages [2] - prototype.

По сравнению с аналогом в данном фазовращателе СВЧ исключена необходимость использования фильтров питания, поскольку полевые транзисторы с барьером Шотки являются трехполюсными приборами и, следовательно, обладают внутренней развязкой цепи по постоянному току и сигналу СВЧ.Compared to the analogue, this microwave phase shifter eliminates the need for power filters, since field-effect transistors with a Schottky barrier are three-pole devices and, therefore, have internal isolation of the circuit for direct current and microwave signal.

Однако наличие в данном фазовращателе СВЧ, как и в аналоге, двух источников постоянного управляющего напряжения усложняет конструкцию и увеличивает массогабаритные характеристики фазовращателя СВЧ.However, the presence in this microwave phase shifter, as in the analogue, of two sources of constant control voltage complicates the design and increases the overall dimensions of the microwave phase shifter.

Более того, данный фазовращатель СВЧ не позволяет осуществлять оптимальный выбор параметров элементов фазовращателя СВЧ и тем самым обеспечить высокие его характеристики, например снижение неравномерности изменения фазы в рабочей полосе частот, снижение величины модуля коэффициента отражения и величины прямых потерь.Moreover, this microwave phase shifter does not allow the optimal selection of the parameters of the microwave phase shifter elements and thereby ensure its high characteristics, for example, reducing uneven phase changes in the working frequency band, reducing the magnitude of the reflection coefficient and the magnitude of direct losses.

Техническим результатом изобретения является снижение неравномерности изменения фазы в рабочей полосе частот, снижение величины модуля коэффициента отражения и величины прямых потерь при упрощении конструкции и снижении массогабаритных характеристик фазовращателя СВЧ.The technical result of the invention is to reduce the unevenness of phase changes in the working frequency band, reduce the magnitude of the reflection coefficient and the magnitude of direct losses while simplifying the design and reducing the overall dimensions of the microwave phase shifter.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном фазовращателе СВЧ, содержащем две линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна предназначена для входа СВЧ-сигнала, другая - для выхода, два полевых транзистора с барьером Шотки, индуктивности одинаковой величины и емкости либо разной, либо одинаковой величины. При этом исток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе и с одним из концов первой индуктивности, а сток - через первую емкость соединен с линией передачи на выходе и с одним из концов второй индуктивности, сток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен с другими концами обеих индуктивностей и с одним из концов второй емкости, а исток и другой конец второй емкости заземлены, а затворы полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения.The specified technical result is achieved by the fact that in the known microwave phase shifter containing two transmission lines with the same wave impedances, one is for the input of the microwave signal, the other is for the output, two field effect transistors with the Schottky barrier, the inductance of the same magnitude and capacitance is either different, or the same size. In this case, the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to the transmission line at the input and to one of the ends of the first inductance, and the drain through the first capacitance is connected to the transmission line at the output and to one of the ends of the second inductance, the drain of the second field-effect transistor to the Schottky barrier connected to the other ends of both inductances and to one of the ends of the second capacitance, and the source and the other end of the second capacitance are grounded, and the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and connected to one constant source control voltage.

Величины индуктивностей и емкостей выбирают исходя из требуемого значения сдвига фаз сигнала СВЧ.The values of inductances and capacitances are selected based on the required phase shift of the microwave signal.

Предложенное соединение элементов фазовращателя СВЧ, а именно исток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе и с одним из концов первой индуктивности, а сток - через первую емкость соединен с линией передачи на выходе и с одним из концов второй индуктивности, сток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен с другими концами обеих индуктивностей и с одним из концов второй емкости, а исток и другой конец второй емкости заземлены в совокупности с другими указанными существенными признаками, обеспечивает возможность реализации оптимальных величин параметров элементов фазовращателя СВЧ и тем самым позволит снизить неравномерность изменения фазы в рабочей полосе частот, снизить величину модуля коэффициента отражения и величину прямых потерь.The proposed connection of the elements of the microwave phase shifter, namely the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier, is connected to the transmission line at the input and to one of the ends of the first inductance, and the drain - through the first capacitance is connected to the transmission line at the output and to one of the ends of the second inductance, the second field effect transistor with a Schottky barrier is connected to the other ends of both inductances and to one of the ends of the second capacitance, and the source and the other end of the second capacitance are grounded in combination with the other indicated essential features and it provides the possibility of realizing the optimum values of the parameters of the microwave phase shifter element and thereby will reduce the unevenness of the phase change in the operating frequency band to reduce the magnitude of the reflection coefficient of the module and the amount of direct loss.

Предложенное соединение элементов фазовращателя СВЧ позволило вдвое уменьшить число индуктивностей, поскольку они могут реализовать и фильтр нижних частот, и фильтр верхних частот в зависимости от постоянного управляющего напряжения.The proposed connection of the elements of the microwave phase shifter made it possible to halve the number of inductances, since they can realize both a low-pass filter and a high-pass filter depending on the constant control voltage.

Соединение первого полевого транзистора с барьером Шотки с первой емкостью, а второго - со второй емкостью позволит в первом случае снизить, а во втором увеличить суммарную емкость и тем самым улучшить характеристики фильтра нижних частот и фильтра верхних частот, а именно снизить неравномерность изменения фазы в рабочей полосе частот, снизить величину модуля коэффициента отражения и величину прямых потерь при реализации оптимальных величин параметров элементов фазовращателя СВЧThe connection of the first field-effect transistor with a Schottky barrier with the first capacitance, and the second with the second capacitance will reduce in the first case, and in the second increase the total capacitance and thereby improve the characteristics of the low-pass filter and high-pass filter, namely, to reduce the unevenness of the phase change in the working frequency band, reduce the magnitude of the reflection coefficient modulus and the magnitude of direct losses in the implementation of the optimal values of the parameters of the elements of the microwave phase shifter

Соединение между собой затворов обоих полевых транзисторов с барьером Шотки и соединение их с одним источником постоянного управляющего напряжения позволит уменьшить массогабаритные характеристики фазовращателя СВЧ, что особенно актуально при исполнении фазовращателя в составе монолитно интегральных схем СВЧ.The interconnection of the gates of both field-effect transistors with a Schottky barrier and their connection with a single source of constant control voltage will reduce the weight and size characteristics of the microwave phase shifter, which is especially important when performing the phase shifter as part of integral microwave integrated circuits.

Кроме того, как сказано выше, предложенное соединение элементов фазовращателя СВЧ позволило вдвое уменьшить число индуктивностей и тем самым упростить конструкцию и дополнительно уменьшить массогабаритные характеристики фазовращателя СВЧ.In addition, as mentioned above, the proposed connection of the elements of the microwave phase shifter allowed to halve the number of inductances and thereby simplify the design and further reduce the overall dimensions of the microwave phase shifter.

Как видно из вышесказанного, предложенная совокупность существенных признаков позволит обеспечить указанный выше технический результат.As can be seen from the above, the proposed combination of essential features will ensure the above technical result.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 дана топология предлагаемого фазовращателя СВЧ, гдеFigure 1 gives the topology of the proposed microwave phase shifter, where

- две линии передачи: одна предназначена для входа сигнала СВЧ - 1, другая - для выхода - 2,- two transmission lines: one for inputting a microwave signal - 1, the other for output - 2,

- два полевых транзистора с барьером Шотки - 3 и 4 соответственно,- two field effect transistors with a Schottky barrier - 3 and 4, respectively,

- индуктивности - 5 и 6 соответственно,- inductance - 5 and 6, respectively,

- емкости - 7 и 8 соответственно,- capacities - 7 and 8, respectively,

- источник постоянного управляющего напряжения - 9.- source of constant control voltage - 9.

На фиг.2 дана электрическая схема фазовращателя СВЧ.Figure 2 shows the electrical circuit of the microwave phase shifter.

На фиг.3 дана зависимость величины изменения фазы сигнала от частоты сигнала СВЧ,Figure 3 shows the dependence of the magnitude of the phase change of the signal from the frequency of the microwave signal,

На фиг.4 дана зависимость величины модуля коэффициента отражения от частоты сигнала СВЧ.Figure 4 shows the dependence of the magnitude of the reflection coefficient modulus on the frequency of the microwave signal.

На фиг.5 дана зависимость величины прямых потерь - Ап от частоты сигнала СВЧ.Figure 5 shows the dependence of the direct losses - Ap on the frequency of the microwave signal.

При этом кривые 1 указанных зависимостей измерены при подаче на затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки постоянного управляющего напряжения, равного нулю, а кривые 2 - равному напряжению отсечки Uотс.In this case, curves 1 of the indicated dependences were measured when both field effect transistors with a Schottky barrier were supplied with a constant control voltage equal to zero, and curves 2 to the cutoff voltage Uotc.

Пример конкретного выполнения 1.An example of a specific implementation 1.

Фазовращатель СВЧ выполнен в монолитно интегральном исполнении на полупроводниковой подложке из арсенида галлия толщиной, равной 0,1 мм, с использованием классической тонкопленочной технологии.The microwave phase shifter is made in integral integral design on a semiconductor substrate of gallium arsenide with a thickness of 0.1 mm, using classical thin-film technology.

Две линии передачи, предназначенные для входа сигнала СВЧ 1 и для выхода 2, выполнены с одинаковыми волновыми сопротивлениями, равными 50 Ом, что соответствует ширине проводников 0,08 мм.Two transmission lines, intended for the input of the microwave signal 1 and for output 2, are made with the same wave impedances equal to 50 Ohms, which corresponds to a wire width of 0.08 mm.

Полевые транзисторы с барьером Шотки 3 и 4 соответственно имеют напряжение отсечки Uотс., равное -2,5 В.Field-effect transistors with a Schottky barrier 3 and 4, respectively, have a cut-off voltage Uot. Of -2.5 V.

Индуктивности 5 и 6 выполнены одинаковыми в виде прямоугольных спиралей из металлического проводника, выполненного напылением золота толщиной 4 мкм и шириной 20 мкм.Inductances 5 and 6 are made identical in the form of rectangular spirals from a metal conductor made by sputtering gold with a thickness of 4 μm and a width of 20 μm.

Емкости 7 и 8 выполнены в виде плоскопараллельных конденсаторов с диэлектрическим слоем из оксида кремния толщиной 5 мкм.Capacities 7 and 8 are made in the form of plane-parallel capacitors with a dielectric layer of silicon oxide with a thickness of 5 μm.

При требуемом сдвиге фаз, равным 90 градусов, величины индуктивностей 5 и 6 равны 10 нГн, величины емкостей 7 и 8 равны 1 пФ - одинаковой величины.With the required phase shift of 90 degrees, the inductances 5 and 6 are 10 nH, the capacitances 7 and 8 are 1 pF - the same value.

При этом исток первого полевого транзистора с барьером Шотки 3 соединен с линией передачи на входе 1 и с одним из концов первой индуктивности 5, а сток - через первую емкость 7 соединен с линией передачи на выходе 2 и с одним из концов второй индуктивности 6. Сток второго полевого транзистора с барьером Шотки 4 соединен с другими концами обеих индуктивностей 5 и 6 и с одним из концов второй емкости 8, а исток и другой конец второй емкости 8 заземлены. Затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки 3 и 4 соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения 9.In this case, the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier 3 is connected to the transmission line at the input 1 and to one of the ends of the first inductance 5, and the drain through the first capacitance 7 is connected to the transmission line at the output 2 and to one of the ends of the second inductance 6. Stoke the second field-effect transistor with a Schottky barrier 4 is connected to the other ends of both inductors 5 and 6 and to one of the ends of the second capacitor 8, and the source and the other end of the second capacitor 8 are grounded. The gates of both field-effect transistors with a Schottky barrier 3 and 4 are interconnected and connected to one source of constant control voltage 9.

Пример 2.Example 2

Фазовращатель СВЧ выполнен аналогично примеру 1, но величины индуктивностей равны 7,5 нГн, а емкости 7 и 8 выполнены разной величины 1 и 1,5 пФ соответственно.The microwave phase shifter is made analogously to example 1, but the inductances are 7.5 nH, and capacitances 7 and 8 are made of different sizes 1 and 1.5 pF, respectively.

Это соответствует требуемому сдвигу фаз, равному 180 градусов.This corresponds to the required phase shift of 180 degrees.

Работа устройстваDevice operation

При подаче на затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки 3 и 4 постоянного управляющего напряжения величиной, равной 0 В, от одного источника постоянного управляющего напряжения 9 становятся открытыми оба полевых транзистора с барьером Шотки.When applying to the gates of both field-effect transistors with a Schottky barrier 3 and 4 a constant control voltage of 0 V, from one source of constant control voltage 9 both field-effect transistors with a Schottky barrier become open.

В результате этого первый полевой транзистор с барьером Шотки 3 имеет малое сопротивление Zоткр.As a result of this, the first field-effect transistor with a Schottky barrier 3 has a low resistance Z Open.

Второй полевой транзистор с барьером Шотки 4 также имеет малое сопротивление Zоткр., но поскольку его исток заземлен, то другие концы индуктивностей 5 и 6 соединены с землей через малое сопротивление Zоткр.The second field-effect transistor with a Schottky barrier 4 also has a low resistance Z Open, but since its source is grounded, the other ends of the inductors 5 and 6 are connected to ground through a small resistance Z Open.

В результате получается П-образное соединение первой емкости 7 и двух индуктивностей 5 и 6, расположенных по обе стороны указанной емкости 7.The result is a U-shaped connection of the first capacitance 7 and two inductors 5 and 6 located on both sides of the specified capacitance 7.

Такое соединение в виде фильтра верхних частот реализует в фазовращателе СВЧ величину фазы сигнала СВЧ Ф1.Such a connection in the form of a high-pass filter implements the phase of the microwave signal F1 in the microwave phase shifter.

При подаче на затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки 3 и 4 отрицательного управляющего напряжения, превышающего по абсолютной величине напряжение отсечки полевого транзистора с барьером Шотки Uотс., оба полевых транзистора с барьером Шотки будут закрыты.When both field effect transistors with a Schottky barrier 3 and 4 supply negative gates to the gates, which exceeds the absolute value of the cutoff voltage of the field effect transistor with a Schottky barrier Uot., Both field effect transistors with a Schottky barrier will be closed.

При этом первый полевой транзистор с барьером Шотки 3 имеет большое сопротивление Zзакр., что равносильно разрыву цепи с первой емкостью 7.In this case, the first field-effect transistor with a Schottky barrier 3 has a large resistance Zcl., Which is equivalent to an open circuit with the first capacitance 7.

Второй полевой транзистор с барьером Шотки 4 также имеет большое сопротивление Zзакр. и, следовательно, будет мало влиять на величину второй емкости 8, другой конец которой заземлен.The second field effect transistor with a Schottky barrier 4 also has a large resistance Zzakr. and, therefore, will have little effect on the size of the second capacitance 8, the other end of which is grounded.

В результате получается Т-образное соединение второй емкости 8 и двух индуктивностей 5 и 6, расположенных по обе стороны указанной емкости 8.The result is a T-shaped connection of the second capacitor 8 and two inductors 5 and 6 located on both sides of the specified capacitance 8.

Такое соединение в виде фильтра нижних частот реализует в фазовращателе СВЧ величину фазы сигнала СВЧ Ф2.Such a connection in the form of a low-pass filter implements the phase of the microwave signal Ф2 in the microwave phase shifter.

Таким образом, в предложенном фазовращателе СВЧ реализуется заданная величина изменения фазы сигнала СВЧ, равная разности Ф2 и Ф1 при подаче на затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки отрицательного и нулевого постоянного управляющего напряжения соответственно от одного источника постоянного управляющего напряжения.Thus, in the proposed microwave phase shifter, a predetermined magnitude of the phase change of the microwave signal is realized, which is equal to the difference Ф2 and Ф1 when both field effect transistors with the Schottky barrier are supplied with negative and zero constant control voltage, respectively, from one source of constant control voltage.

На образцах фазовращателя СВЧ были измерены величины изменения фазы сигнала, величины модуля коэффициента отражения и величины прямых потерь от частоты сигнала СВЧ.On the samples of the microwave phase shifter, the values of the signal phase change, the magnitude of the reflection coefficient module and the magnitude of direct losses from the frequency of the microwave signal were measured.

Результаты изображены на фиг.3-5.The results are shown in FIGS. 3-5.

Как видно:As seen:

из фиг.3 фаза сигнала в фазовращателе СВЧ на частоте 10 ГГц составляет -10 градусов при постоянном управляющем напряжении, равном 0, и - 170 градусов при постоянном управляющем напряжении, равном - 2,5 В, так что величина изменения фазы сигнала СВЧ составляет 180 градусов. При этом неравномерность изменения фазы сигнала СВЧ составляет 10 градусов, что примерно вдвое меньше, чем у прототипа;from figure 3 the phase of the signal in the microwave phase shifter at a frequency of 10 GHz is -10 degrees with a constant control voltage of 0, and 170 degrees with a constant control voltage of 2.5 V, so the magnitude of the phase change of the microwave signal is 180 degrees. In this case, the uneven change in the phase of the microwave signal is 10 degrees, which is approximately half that of the prototype;

из фиг.4 величины модуля коэффициента отражения в фазовращателе СВЧ на частоте 10 ГГц составляют 0,07 при постоянном управляющем напряжении, равном 0, и - 0,05 при постоянном управляющем напряжении, равном -5 В, что в 1,5 раза меньше, чем у прототипа;from figure 4 the magnitude of the reflection coefficient modulus in the microwave phase shifter at a frequency of 10 GHz is 0.07 with a constant control voltage of 0, and 0.05 with a constant control voltage of -5 V, which is 1.5 times less than the prototype;

из фиг.5 прямые потери в фазовращателе СВЧ на частоте 10 ГГц составляют -1 дБ при постоянном управляющем напряжении, равном 0, и -1,2 дБ при постоянном управляющем напряжении, равном -2,5 В, что на 0,2 дБ ниже, чем у прототипа,from figure 5 direct losses in the microwave phase shifter at a frequency of 10 GHz are -1 dB with a constant control voltage of 0, and -1.2 dB with a constant control voltage of -2.5 V, which is 0.2 dB lower than the prototype

Таким образом, предложенный фазовращатель СВЧ позволит по сравнению с прототипом:Thus, the proposed microwave phase shifter allows, in comparison with the prototype:

во-первых, улучшить характеристики фазовращателя СВЧ, а, именноfirstly, to improve the characteristics of the microwave phase shifter, namely

- снизить неравномерность изменения фазы сигнала СВЧ в рабочей полосе частот примерно вдвое,- reduce the uneven change in the phase of the microwave signal in the working frequency band by about half,

- снизить величины модуля коэффициента отражения в 1,5 раза,- reduce the magnitude of the reflection coefficient module by 1.5 times,

- снизить величины прямых потерь на 0,2 дБ;- reduce direct loss by 0.2 dB;

во-вторых, упростить конструкцию и снизить массогабаритные характеристики.secondly, to simplify the design and reduce weight and size characteristics.

Указанные преимущества фазовращателя СВЧ особенно актуальны при создании миниатюрных как отдельных приборов СВЧ и, особенно в монолитно интегральном исполнении, так и радиоэлектронных устройств СВЧ различного назначения.The indicated advantages of a microwave phase shifter are especially relevant when creating miniature both individual microwave devices and, especially in a monolithic integrated design, and microwave electronic devices for various purposes.

Источники информацииInformation sources

1. Гассанов Л.Г., Липатов А.А., Марков В.В. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. - М., Радио и связь, 1998 г., стр.149.1. Gassanov L.G., Lipatov A.A., Markov V.V. Solid-state microwave devices in communication technology. - M., Radio and Communications, 1998, p. 149.

2. Малышев В.А. Бортовые активные устройства сверхвысоких частот. - Ленинград, Судостроение, 1990 г., стр.256.2. Malyshev V.A. Onboard active devices of superhigh frequencies. - Leningrad, Shipbuilding, 1990, p. 256.

Claims (2)

1. Фазовращатель СВЧ, содержащий две линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна предназначена для входа СВЧ-сигнала, другая - для выхода, два полевых транзистора с барьером Шотки, индуктивности одинаковой величины и емкости либо разной, либо одинаковой величины, при этом одни из электродов истока и стока обоих полевых транзисторов с барьером Шотки соединены с линиями передачи либо на входе, либо на выходе, а на затворы подают постоянные управляющие напряжения, отличающийся тем, что исток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе и с одним из концов первой индуктивности, а сток через первую емкость соединен с линией передачи на выходе и с одним из концов второй индуктивности, сток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен с другими концами обеих индуктивностей и с одним из концов второй емкости, а исток и другой конец второй емкости заземлены, а затворы полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения.1. A microwave phase shifter containing two transmission lines with the same wave impedances, one for input of the microwave signal, the other for output, two field-effect transistors with a Schottky barrier, inductors of the same magnitude and capacitance of either different or the same magnitude, while one of the source and drain electrodes of both field-effect transistors with a Schottky barrier are connected to transmission lines either at the input or at the output, and constant control voltages are applied to the gates, characterized in that the source of the first field-effect transistor with bar The Schottky link is connected to the transmission line at the input and to one of the ends of the first inductance, and the drain through the first capacitance is connected to the transmission line at the output and to one of the ends of the second inductance, the drain of the second field-effect transistor with the Schottky barrier is connected to the other ends of both inductances and to one of the ends of the second capacitance, and the source and the other end of the second capacitance are grounded, and the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and connected to one source of constant control voltage. 2. Фазовращатель СВЧ по п.1, отличающийся тем, что величины индуктивностей и емкостей выбирают исходя из требуемого значения сдвига фаз сигнала СВЧ.2. The microwave phase shifter according to claim 1, characterized in that the values of the inductances and capacitances are selected based on the required phase shift of the microwave signal.
RU2006130230/09A 2006-08-21 2006-08-21 Microwave phase shifter RU2321106C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006130230/09A RU2321106C1 (en) 2006-08-21 2006-08-21 Microwave phase shifter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006130230/09A RU2321106C1 (en) 2006-08-21 2006-08-21 Microwave phase shifter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2321106C1 true RU2321106C1 (en) 2008-03-27

Family

ID=39366452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006130230/09A RU2321106C1 (en) 2006-08-21 2006-08-21 Microwave phase shifter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2321106C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460183C1 (en) * 2011-02-21 2012-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Microwave phase changer
RU2684442C1 (en) * 2018-05-03 2019-04-09 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Shf phase shifter for the decimeter wavelength range transmission lines microstrip lines

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МАЛЫШЕВ В.А., Бортовые активные устройства СВЧ, Ленинград, Судостроение, 1990, с.256. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460183C1 (en) * 2011-02-21 2012-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Microwave phase changer
RU2684442C1 (en) * 2018-05-03 2019-04-09 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Shf phase shifter for the decimeter wavelength range transmission lines microstrip lines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10211801B2 (en) Hybrid coupler with phase and attenuation control
CN106505962B (en) Impedance matching device with coupled resonator structure
WO2009060264A1 (en) Integrated circuit having harmonic termination circuitry
CN104638008A (en) Transistor and tunable inductance
US7123116B2 (en) Phase shifter and multibit phase shifter
WO2002056467A1 (en) Phase shifter and multibit phase shifter
US6252474B1 (en) Semiconductor phase shifter having high-pass signal path and low-pass signal path connected in parallel
RU2321106C1 (en) Microwave phase shifter
US10622961B2 (en) Reflection type phase shifter with active device tuning
RU2460183C1 (en) Microwave phase changer
RU2367066C1 (en) Microwave phase changer
Chamseddine et al. CMOS silicon-on-sapphire RF tunable matching networks
RU2372695C1 (en) Bandpass all-pass retunable shf filter
Bae et al. A small-insertion-loss-variation phase shifter with optimized body-floating transistors
RU2401489C1 (en) Shf phase changer
KR100509947B1 (en) Method for operating variable inductor to preform continuous inductance variation
JP4526394B2 (en) High frequency switch
JP4122600B2 (en) Field effect transistor and semiconductor circuit
Polli et al. Resistive bias network for optimized isolation in SPDT switches
RU2459320C1 (en) Bandpass tunable microwave filter
KR102622648B1 (en) Broadband phase shifter
JP4595850B2 (en) Phase shifter
RU2469443C1 (en) Discrete broadband microwave attenuator
RU2447546C1 (en) Shf attenuator
JP3670084B2 (en) Semiconductor switch circuit

Legal Events

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

Effective date: 20160225