RU2420836C1 - Microwave attenuator - Google Patents
Microwave attenuator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420836C1 RU2420836C1 RU2010124227/07A RU2010124227A RU2420836C1 RU 2420836 C1 RU2420836 C1 RU 2420836C1 RU 2010124227/07 A RU2010124227/07 A RU 2010124227/07A RU 2010124227 A RU2010124227 A RU 2010124227A RU 2420836 C1 RU2420836 C1 RU 2420836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transmission line
- attenuator
- resistors
- field
- wave
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике СВЧ, а именно к аттенюаторам СВЧ на полупроводниковых приборах.The invention relates to electronic microwave technology, namely, microwave attenuators on semiconductor devices.
Одними из основных характеристик аттенюатора СВЧ являются:One of the main characteristics of a microwave attenuator is:
- заданный уровень затухания сигнала СВЧ, Аз,- a given level of attenuation of the microwave signal, Az,
- прямые потери СВЧ, Ап,- direct microwave losses, Ap,
- коэффициент стоячей волны напряжения (далее КСВН),- coefficient of a standing voltage wave (hereinafter referred to as VSWR),
- массогабаритные характеристики.- weight and size characteristics.
При этом все указанные характеристики должны быть как можно меньше.Moreover, all of these characteristics should be as small as possible.
Известен аттенюатор СВЧ, содержащий в каждом разряде П-образное соединение трех резисторов, в котором в качестве электронных ключей использованы полевые транзисторы с барьером Шотки.A microwave attenuator is known, containing in each category a U-shaped connection of three resistors, in which field-effect transistors with a Schottky barrier are used as electronic keys.
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 соединенные резисторы 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 полевых транзисторов с барьером Шотки заземлены, а затворы соединены между собой и соединены со вторым источником постоянного управляющего напряжения [1].In this case, the series-connected resistor is connected in parallel to the source and drain of the field-effect transistor with a Schottky barrier, and the gate 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 the second ones the ends are connected to the drains of two other field effect transistors with a Schottky barrier, respectively. The sources of field-effect transistors with a Schottky barrier are grounded, and the gates are interconnected and connected to a second source of constant control voltage [1].
Недостатками данного аттенюатора СВЧ являются:The disadvantages of this microwave attenuator are:
- большие величины прямых потерь СВЧ из-за наличия последовательно соединенного резистора и параллельно соединенного с ним полевого транзистора с барьером Шотки,- large amounts of direct microwave losses due to the presence of a series-connected resistor and a field-effect transistor connected in parallel with it with a Schottky barrier,
- большие величины коэффициента стоячей волны напряжения из-за отсутствия согласования между сопротивлениями параллельных резисторов, которые для разных разрядов аттенюатора СВЧ имеют различную величину, и волновыми сопротивлениями линий передачи на входе и на выходе аттенюатора.- large values of the coefficient of the standing wave of the voltage due to the lack of coordination between the resistances of the parallel resistors, which for different discharges of the microwave attenuator have a different value, and the wave resistances of the transmission lines at the input and output of the attenuator.
Известен аттенюатор СВЧ, состоящий, по меньшей мере, из одного разряда, каждый из которых содержит три резистора, один из которых расположен последовательно, а два других - параллельно линиям передачи на входе и на выходе аттенюатора и трех электронных ключей, в качестве которых использованы полевые транзисторы с барьером Шотки.A microwave attenuator is known, 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 as field Schottky barrier transistors.
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 последних заземлены, а их затворы служат для подачи напряжения от источников постоянного управляющего напряжения.In this case, 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 on opposite sides of the first and, accordingly, each together with the field-effect transistor with a Schottky barrier. The sources of the latter are grounded, and their gates serve to supply voltage from sources of constant control voltage.
В каждый разряд аттенюатора дополнительно введены два отрезка линии передачи, которые расположены по разные стороны от первого резистора.Two segments of the transmission line, which are located on different sides from the first resistor, are additionally introduced into each bit of the attenuator.
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 на выходе аттенюатора [2].In this case, 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 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 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. 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 impedance of the transmission lines at the input and output of the attenuator [2].
Преимуществом данного аттенюатора СВЧ по сравнению с предыдущим является:The advantage of this microwave attenuator compared to the previous one is:
- некоторое снижение прямых потерь СВЧ за счет оптимизации длины отрезков линии передачи,- some reduction in direct microwave losses due to optimization of the length of the transmission line segments,
- уменьшение массогабаритных характеристик за счет снижения числа источников постоянных управляющих напряжений.- reduction of weight and size characteristics by reducing the number of sources of constant control voltages.
Известен аттенюатор СВЧ, состоящий, по меньшей мере, из одного разряда, каждый из которых содержит резисторы, один из которых соединен последовательно, а другой - параллельно линиям передачи на входе и на выходе аттенюатора, полевой транзистор с барьером Шотки в качестве электронного ключа.A microwave attenuator is known, consisting of at least one discharge, each of which contains resistors, one of which is connected in series, and the other parallel to the transmission lines at the input and output of the attenuator, a field effect transistor with a Schottky barrier as an electronic key.
При этом последовательно соединенный резистор включен между входной и выходной линиями передачи, затвор полевого транзистора с барьером Шотки соединен с источником постоянного управляющего напряжения, а его исток заземлен.In this case, a series-connected resistor is connected between the input and output transmission lines, the gate of the field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to a source of constant control voltage, and its source is grounded.
Каждый разряд аттенюатора содержит один полевой транзистор с барьером Шотки и один параллельно соединенный резистор, в каждый разряд аттенюатора дополнительно введены два отрезка линии передачи длиной, равной четверти длины волны в линии передачи.Each bit of the attenuator contains one field-effect transistor with a Schottky barrier and one parallel-connected resistor; two bits of the transmission line are added to each bit of the attenuator, a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line.
При этом каждый из двух отрезков линии передачи длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, расположен по разные стороны и симметрично относительно последовательно соединенного резистора и соединен с линией передачи на входе либо на выходе, а вторые концы отрезков линий передачи длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, соединены между собой и соединены с одним из концов параллельно соединенного резистора и со стоком полевого транзистора с барьером Шотки, а другой конец параллельно соединенного резистора заземлен [3].In this case, each of the two segments of the transmission line with a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line is located on different sides and is symmetrical with respect to the series-connected resistor and connected to the transmission line at the input or output, and the second ends of the segments of transmission lines with a length equal to a quarter of the length waves in the transmission line are interconnected and connected to one end of a parallel-connected resistor and to the drain of a field-effect transistor with a Schottky barrier, and the other end of the parallel-connected resistor is grounded [ 3].
Преимуществом данного аттенюатора СВЧ относительно предыдущего является также:The advantage of this microwave attenuator relative to the previous one is also:
- снижение прямых потерь СВЧ за счет исключения последовательно соединенного полевого транзистора с барьером Шотки,- reduction of direct microwave losses due to the exclusion of a series-connected field-effect transistor with a Schottky barrier,
- некоторое уменьшение коэффициента стоячей волны напряжения за счет оптимизации сопротивления параллельно соединенного резистора,- some decrease in the coefficient of the standing wave of the voltage due to the optimization of the resistance of the parallel-connected resistor,
- уменьшение массогабаритных характеристик за счет уменьшения числа полевых транзисторов с барьером Шотки.- reduction of weight and size characteristics by reducing the number of field effect transistors with a Schottky barrier.
Известен аттенюатор СВЧ, состоящий, по меньшей мере, из одного разряда, каждый из которых содержит соединение трех резисторов, один из которых соединен последовательно, а два других - параллельно линиям передачи на входе и на выходе аттенюатора, и трех электронных ключей, в качестве которых использованы полевые транзисторы с барьером Шотки.A microwave attenuator is known, consisting of at least one discharge, each of which contains a connection of three resistors, one of which is connected in series, and the other two are parallel to the transmission lines at the input and output of the attenuator, and three electronic keys, as Schottky field effect transistors are used.
При этом последовательно соединенный резистор соединен с истоком и стоком полевого транзистора с барьером Шотки, а параллельно соединенные резисторы выполнены с одинаковыми сопротивлениями и расположены по разные стороны от последовательно соединенного резистора и соответственно каждый вместе с полевым транзистором с барьером Шотки, истоки которых заземлены, а затворы трех полевых транзисторов с барьером Шотки служат для подачи на них управляющего напряжения.In this case, the series-connected resistor is connected to the source and drain of the field-effect transistor with a Schottky barrier, and the parallel-connected resistors are made with the same resistances and are located on different sides of the series-connected resistor and, respectively, each together with the field-effect transistor with a Schottky barrier, the sources of which are grounded and the gates Three field effect transistors with a Schottky barrier serve to supply them with control voltage.
В каждый разряд аттенюатора дополнительно введены два отрезка линии передачи длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением, превышающим волновое сопротивление линий передачи на входе и на выходе аттенюатора.Two sections of the transmission line with a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line and wave resistance exceeding the wave resistance of the transmission lines at the input and output of the attenuator are additionally introduced into each bit of the attenuator.
При этом каждый из отрезков линии передачи длиной, равной четверти длины волны, включен между соответствующим параллельно соединенным резистором и стоком 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 [4 - прототип].In this case, each of the segments of the transmission line with a length of a quarter of the wavelength is connected between the corresponding parallel-connected resistor and the drain 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 [4 - prototype].
Преимуществом данного аттенюатора СВЧ относительно предыдущего является уменьшение массогабаритных характеристик, как и во втором аналоге, за счет уменьшения числа источников постоянного управляющего напряжения при сохранении параметров и, прежде всего, прямых потерь СВЧ.The advantage of this microwave attenuator relative to the previous one is the reduction in weight and size characteristics, as in the second analogue, by reducing the number of sources of constant control voltage while maintaining parameters and, above all, direct microwave losses.
Однако наличие в прототипе, так же как и в аналогах, резистора, последовательно соединенного с линиями передачи на входе и на выходе, не позволяет:However, the presence in the prototype, as well as in analogs, of a resistor connected in series with transmission lines at the input and output, does not allow:
во-первых, существенно снизить прямые потери СВЧ,firstly, significantly reduce direct microwave losses,
во-вторых, получить хорошее согласование на входе и на выходе аттенюатора СВЧ и, следовательно - малые величины коэффициента стоячей волны напряжения.secondly, to obtain good agreement at the input and output of the microwave attenuator and, therefore, small values of the coefficient of the standing voltage wave.
Техническим результатом изобретения является снижение прямых потерь СВЧ, уменьшение коэффициента стоячей волны напряжения, уменьшение массогабаритных характеристик.The technical result of the invention is the reduction of direct microwave losses, a decrease in the coefficient of a standing voltage wave, a decrease in overall dimensions.
Указанный технический результат достигается известным аттенюатором СВЧ, состоящим, по меньшей мере, из одного разряда, каждый из которых содержит линии передачи на входе и на выходе с одинаковыми волновыми сопротивлениями, резисторы, одни из концов которых соединены с линиями передачи на входе и на выходе соответственно, полевые транзисторы с барьером Шотки, затворы которых соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения, а их истоки заземлены, отрезок линии передачи длиной, равной четверти длины волны в линии передачи.The specified technical result is achieved by the known microwave attenuator, consisting of at least one discharge, each of which contains transmission lines at the input and output with the same wave impedances, resistors, one of the ends of which are connected to the transmission lines at the input and output, respectively field-effect transistors with a Schottky barrier, the gates of which are interconnected and connected to one source of constant control voltage, and their sources are grounded, a segment of the transmission line, a length equal to a quarter of the lengths wave in the transmission line.
Каждый разряд аттенюатора содержит два резистора и два полевых транзистора с барьером Шотки.Each bit of the attenuator contains two resistors and two field-effect transistors with a Schottky barrier.
При этом один из концов отрезка линии передачи соединен с линией передачи на входе, а другой - с линией передачи на выходе, другие концы первого и второго резисторов соединены со стоком первого и второго полевых транзисторов с барьером Шотки соответственно.In this case, one of the ends of the segment of the transmission line is connected to the transmission line at the input, and the other to the transmission line at the output, the other ends of the first and second resistors are connected to the drain of the first and second field-effect transistors with a Schottky barrier, respectively.
При этом волновое сопротивление отрезка линии передачи равно волновому сопротивлению линии передачи на входе и на выходе аттенюатора, сопротивление первого R1 и второго R2 резисторов определяют из формул:In this case, the wave impedance of the transmission line segment is equal to the wave impedance of the transmission line at the input and output of the attenuator, the resistance of the first R1 and second R2 resistors is determined from the formulas:
где Z0 - волновое сопротивление линии передачи на входе и на выходе аттенюатора,where Z0 is the wave impedance of the transmission line at the input and output of the attenuator,
Аз - заданный уровень затухания сигнала СВЧ в разах.Az - the specified level of attenuation of the microwave signal in times.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Совокупность существенных признаков заявленного аттенюатора СВЧ, а именно как предложенное наличие элементов в аттенюаторе, равно как и предложенное их соединение, позволяет, прежде всего, исключить:The set of essential features of the declared microwave attenuator, namely, as the proposed presence of elements in the attenuator, as well as the proposed combination of them, allows, first of all, to exclude:
во-первых, как последовательно соединенный резистор,firstly, as a series-connected resistor,
во-вторых, так и полевой транзистор с барьером Шотки, соединенный параллельно последовательно соединенному резистору.secondly, a field effect transistor with a Schottky barrier, connected in parallel with a series-connected resistor.
И то и другое в совокупности позволяет существенно снизить прямые потери СВЧ.Both that and another in the aggregate can significantly reduce direct microwave losses.
Соединение первого и второго резисторов непосредственно соответственно с первым и вторым полевыми транзисторами с барьером Шотки позволяет исключить отрезки линии передачи, одни из концов которых соединены со стоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, и тем самым исключить трансформацию импедансов полевых транзисторов с барьером Шотки и тем самым более эффективно использовать их ключевые режимы работы.The connection of the first and second resistors directly with the first and second field-effect transistors with a Schottky barrier, respectively, eliminates the transmission line segments, one of the ends of which are connected to the drain of the corresponding field-effect transistor with a Schottky barrier, and thereby eliminate the transformation of the impedances of the field-effect transistors with the Schottky barrier, and thereby make better use of their key modes of operation.
При этом в зависимости от ключевого режима работы полевых транзисторов с барьером Шотки реализуется:In this case, depending on the key mode of operation of field-effect transistors with a Schottky barrier, the following is realized:
- в закрытом состоянии:- in a closed state:
во-первых, малые прямые потери СВЧ,firstly, small direct microwave losses,
во-вторых, малая величина коэффициента стоячей волны напряжения, равная единице;secondly, a small value of the coefficient of a standing voltage wave equal to unity;
- в открытом состоянии:- in an open state:
во-первых, заданная величина затухания Аз,firstly, a given amount of attenuation Az,
во-вторых, малая величина коэффициента стоячей волны напряжения, равная единице.secondly, a small value of the coefficient of the standing voltage wave equal to unity.
Последовательное соединение одного из концов отрезка линии передачи с линией передачи на входе, а другого - с линией передачи на выходе, и когда волновое сопротивление отрезка линии передачи равно волновому сопротивлению линии передачи на входе и на выходе позволяет реализовать полное согласование его с линиями передачи на входе и на выходе аттенюатора и, как следствие - снижение прямых потерь СВЧ и уменьшение величины коэффициента стоячей волны напряжения.The serial connection of one of the ends of the segment of the transmission line with the transmission line at the input, and the other with the transmission line at the output, and when the wave resistance of the segment of the transmission line is equal to the wave resistance of the transmission line at the input and output, it can be fully coordinated with the transmission lines at the input and at the output of the attenuator and, as a consequence, a decrease in direct microwave losses and a decrease in the value of the standing voltage wave coefficient.
Использование первого R1 и второго R2 резисторов с величинами сопротивлений, рассчитанными согласно заявленным математическим формулам, обеспечивает отсутствие отражений на входе и на выходе аттенюатора СВЧ и, как следствие - достижение равенства единице величины коэффициента стоячей волны напряжения.The use of the first R1 and second R2 resistors with the resistance values calculated according to the stated mathematical formulas ensures the absence of reflections at the input and output of the microwave attenuator and, as a result, the unity of the value of the standing voltage wave coefficient.
Предложенное иное соединение элементов аттенюатора СВЧ позволяет уменьшить число как полевых транзисторов с барьером Шотки, так и число отрезков линии передачи и тем самым значительно уменьшить массогабаритные характеристики.The proposed other combination of microwave attenuator elements allows to reduce the number of both field effect transistors with a Schottky barrier and the number of segments of the transmission line and thereby significantly reduce the overall dimensions.
Итак, заявленный аттенюатор СВЧ в полной мере обеспечивает указанный технический результат, а именно снижение прямых потерь СВЧ, уменьшение коэффициента стоячей волны напряжения, уменьшение массогабаритных характеристик.So, the claimed microwave attenuator fully provides the specified technical result, namely, a decrease in direct microwave losses, a decrease in the standing voltage wave ratio, and a decrease in overall dimensions.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 дана топология заявленного аттенюатора СВЧ, где:Figure 1 gives the topology of the claimed microwave attenuator, where:
- линии передачи на входе - 1, и на выходе - 2,- transmission lines at the input - 1, and at the output - 2,
- два резистора, первый - 3, второй - 4,- two resistors, the first - 3, the second - 4,
- два полевых транзистора с барьером Шотки, первый - 5, второй - 6,- two field-effect transistors with a Schottky barrier, the first - 5, the second - 6,
- отрезок линии передачи - 7,- the length of the transmission line is 7,
- источник постоянного управляющего напряжения - 8.- source of constant control voltage - 8.
На фиг.2 дана электрическая схема аттенюатора СВЧ.Figure 2 shows the electrical circuit of the microwave attenuator.
На фиг.3 даны зависимости от частоты величины прямых потерь СВЧ Ап.Figure 3 shows the frequency dependence of the magnitude of direct microwave losses Ap.
На фиг.4 даны зависимости от частоты величины коэффициента стоячей волны напряжения К.Figure 4 shows the frequency dependence of the coefficient of the standing voltage wave K.
Пример конкретного выполненияConcrete example
В качестве примера рассмотрен одноразрядный аттенюатор СВЧ.A single-bit microwave attenuator is considered as an example.
Все элементы аттенюатора СВЧ выполнены в монолитном интегральном исполнении на полупроводниковой подложке из арсенида галлия толщиной, равной 0,1 мм, с использованием классической тонкопленочной технологии.All elements of the microwave attenuator are made in a monolithic integral design on a semiconductor substrate of gallium arsenide with a thickness of 0.1 mm using the classic thin-film technology.
Линии передачи на входе 1 и на выходе 2 выполнены с одинаковыми волновыми сопротивлениями, шириной проводников 0,08 мм.The transmission lines at the
Резисторы первый 3 и второй 4 выполнены с сопротивлениями, равными 75 и 25 Ом соответственно, путем напыления в вакууме, например, тантала толщиной 4 мкм.The resistors of the first 3 and second 4 are made with resistances equal to 75 and 25 ohms, respectively, by spraying in a vacuum, for example,
Полевые транзисторы с барьером Шотки первый 5 и второй 6 выполнены одинаковыми и имеют напряжение отсечки Uотс., равное 2 В.Field-effect transistors with a Schottky barrier, the first 5 and second 6 are made the same and have a cut-off voltage of U cut-off . equal to 2 V.
Отрезок линии передачи 7 длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, выполнен шириной и длиной проводников 0,08 и 3 мм соответственно.A segment of the transmission line 7 with a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line is made of a width and a length of conductors of 0.08 and 3 mm, respectively.
При этом:Wherein:
- первый резистор 3 R1 соединен одним концом с линией передачи на входе 1, а второй резистор 4 R2 соединен одним концом с линией передачи на выходе 2,- the first resistor 3 R1 is connected at one end to the transmission line at
- отрезок линии передачи 7 длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, соединен с соответствующей линией передачи на входе 1 и на выходе 2,- a segment of the transmission line 7 with a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line connected to the corresponding transmission line at
- другой конец первого резистора 3 R1 соединен со стоком первого полевого транзистора с барьером Шотки 5,- the other end of the first resistor 3 R1 is connected to the drain of the first field-effect transistor with a Schottky barrier 5,
- другой конец второго резистора 4 R2 соединен со стоком второго полевого транзистора с барьером Шотки 6,- the other end of the
- затворы полевых транзисторов с барьером Шотки первого 5 и второго 6 соединены между собой и соединены с источником постоянного управляющего напряжения 8,- the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier of the first 5 and second 6 are interconnected and connected to a source of
- а их истоки заземлены через металлизированные отверстия в основании, на котором расположена монолитная интегральная схема аттенюатора СВЧ.- and their sources are grounded through metallized holes in the base on which the monolithic integrated circuit of the microwave attenuator is located.
Работа аттенюатора СВЧ рассмотрена также на примере одного разряда.The operation of the microwave attenuator is also considered as an example of one discharge.
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки первого 5 и второго 6 отрицательного управляющего напряжения U, превышающего по абсолютной величине напряжение отсечки транзистора Uотс., они будут закрыты.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier, the first 5 and second 6 negative control voltage U, exceeding the absolute value of the cutoff voltage of the transistor U cf. they will be closed.
При этом полевые транзисторы с барьером Шотки будут иметь сопротивления Zзакр., значительно большие, чем сопротивления резисторов первого 3 R1 и второго 4 R2, и значительно большие, чем волновые сопротивления линии передачи на входе 1 и на выходе 2 аттенюатора, и, следовательно, Zзакр. не будет влиять на величину прохождения сигнала СВЧ.In this case, field-effect transistors with a Schottky barrier will have resistance Z closed. , significantly greater than the resistances of the resistors of the first 3 R1 and second 4 R2, and significantly larger than the wave impedances of the transmission line at
А поскольку волновое сопротивление отрезка линии передачи 7 равно волновым сопротивлениям линии передачи на входе и на выходе, то сигнал СВЧ будет иметь минимальные прямые потери СВЧ при прохождении через аттенюатор и коэффициент стоячей волны напряжения будет равен своей минимальной величине - единице.And since the wave impedance of the transmission line segment 7 is equal to the wave impedances of the transmission line at the input and output, the microwave signal will have minimal direct microwave losses when passing through the attenuator and the standing voltage wave coefficient will be equal to its minimum value - unity.
Итак, в аттенюаторе СВЧ реализуются малые прямые потери СВЧ Ап и величина коэффициента стоячей волны напряжения К, равная единице.So, in the microwave attenuator, small direct microwave losses Ap and the value of the coefficient of the standing voltage wave K, equal to one, are realized.
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки первого 5 и второго 6 постоянного управляющего напряжения U величиной, равной 0 В, от источника постоянного управляющего напряжения 8 они становятся открытыми.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier the first 5 and second 6 DC control voltage U with a value equal to 0 V, from the source of
При этом полевые транзисторы с барьером Шотки будут иметь сопротивления Zоткр., значительно меньшие, чем сопротивления резисторов первого 3 R1 и второго 4 R2, и, следовательно, Zоткр. не будет влиять на величину прохождения сигнала СВЧ.In this case, field effect transistors with a Schottky barrier will have resistance Z open. , significantly less than the resistance of the resistors of the first 3 R1 and second 4 R2, and, therefore, Z open. will not affect the magnitude of the passage of the microwave signal.
В этом случае величина затухания Аз определяется из формул:In this case, the attenuation value Az is determined from the formulas:
А величина коэффициента стоячей волны напряжения К определяется из формулы:And the value of the coefficient of a standing wave of voltage K is determined from the formula:
Полагая величину коэффициента стоячей волны напряжения К равной единице, из этих двух уравнений находим выражения для сопротивлений резисторов:Assuming that the coefficient of the standing voltage wave K is equal to unity, from these two equations we find the expressions for the resistors:
Итак, в аттенюаторе СВЧ реализуются заданный уровень затухания сигнала СВЧ Аз и малая величина коэффициента стоячей волны напряжения, равная единице.So, in the microwave attenuator, a given level of attenuation of the microwave signal Az and a small value of the coefficient of the standing voltage wave equal to one are realized.
На изготовленных тест-образцах аттенюатора СВЧ для заданной величины затухания Аз, например, равной 8 дБ, наиболее трудно достижимой, были измерены величины прямых потерь СВЧ Ап и величины коэффициента стоячей волны напряжения К.On the fabricated test samples of the microwave attenuator for a given attenuation value Az, for example, equal to 8 dB, the most difficult to achieve, the direct microwave losses Ap and the value of the standing voltage wave coefficient K were measured.
Результаты измерений изображены на фиг.3 и 4.The measurement results are shown in figure 3 and 4.
Как видно из фиг.3, величины прямых потерь СВЧ в аттенюаторе СВЧ в полосе частот от 8 ГГц до 12 ГГц составляют не более 0,2 дБ, что в 2 раза меньше, чем в прототипе.As can be seen from figure 3, the magnitude of direct microwave losses in the microwave attenuator in the frequency band from 8 GHz to 12 GHz is not more than 0.2 dB, which is 2 times less than in the prototype.
Как видно из фиг.4, величины коэффициента стоячей волны напряжения в полосе частот от 8 ГГц до 12 ГГц составляют не более 1,2, что на 0,3 меньше, чем в прототипе.As can be seen from figure 4, the magnitude of the coefficient of the standing wave of voltage in the frequency band from 8 GHz to 12 GHz is not more than 1.2, which is 0.3 less than in the prototype.
Таким образом, заявленный аттенюатор СВЧ обеспечит по сравнению с прототипом:Thus, the claimed microwave attenuator will provide, in comparison with the prototype:
- снижение величины прямых потерь СВЧ более чем в 2 раза,- reduction of direct microwave losses by more than 2 times,
- уменьшение величины коэффициента стоячей волны напряжения на 0,3,- a decrease in the coefficient of the standing voltage wave by 0.3,
- значительное уменьшение массогабаритных характеристик.- a significant reduction in weight and size characteristics.
Следует отметить, что заявленный аттенюатор СВЧ по массогабаритным характеристикам на сегодня является наиболее миниатюрным, что особенно актуально при его исполнении в монолитном интегральном исполнении.It should be noted that the claimed microwave attenuator in terms of weight and size characteristics is by far the smallest, which is especially true when it is performed in a monolithic integral design.
Источники информацииInformation sources
1. Проектирование многоразрядных монолитных аттенюаторов. Абакумова Н.В., Богданов Ю.М. и др. Электронная техника. Сер.1, СВЧ-техника. 2005 г., вып.2, стр.6-19.1. Design of multi-bit monolithic attenuators. Abakumova N.V., Bogdanov Yu.M. and other electronic equipment. Ser. 1, microwave technology. 2005, issue 2, pp. 6-19.
2. Патент РФ №2311704, МКИ H01P 1/22, приоритет 13.03.2006, опубл. 27.11.2007.2. RF patent No. 2311704,
3. Патент РФ №2340048, МКИ H01P 1/22, приоритет 26.04.2007, опубл. 27.11.2008.3. RF patent No. 2340048,
4. Патент РФ №2314603, МКИ H01P 1/22, приоритет 10.02.2006, опубл. 10.01 2008 - прототип.4. RF patent No. 2314603,
Claims (1)
R1=Z0/(Aз0,5-1);
R2=Z0Aз0,5/(Аз0,5-1),
где Z0 - волновое сопротивление линии передачи на входе и на выходе аттенюатора,
Аз - заданное значение затухания сигнала СВЧ в разах. Microwave attenuator, consisting of at least one discharge, each of which contains transmission lines at the input and output with the same wave impedances, resistors, one of the ends of which are connected to the transmission lines at the input and output, respectively, field-effect transistors with a barrier Schottky, whose gates are interconnected and connected to one source of constant control voltage, and their sources are grounded, a segment of the transmission line with a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line, characterized in that each bit The attenuator contains two resistors and two field-effect transistors with a Schottky barrier, one of the ends of the length of the transmission line is connected to the transmission line at the input, and the other to the transmission line at the output, the other ends of the first and second resistors are connected to the drain of the first and second field-effect transistors with Schottky’s barrier, respectively, while the wave impedance of the transmission line segment is equal to the wave impedance of the transmission line at the input and output of the attenuator, the resistance of the first R1 and second R2 resistors is determined from the formulas
R1 = Z0 / (Az 0.5 -1);
R2 = Z0A3 0.5 / (Az 0.5 -1),
where Z0 is the wave impedance of the transmission line at the input and output of the attenuator,
Az - the specified value of the attenuation of the microwave signal in times.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124227/07A RU2420836C1 (en) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Microwave attenuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124227/07A RU2420836C1 (en) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Microwave attenuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2420836C1 true RU2420836C1 (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=44736790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010124227/07A RU2420836C1 (en) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Microwave attenuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2420836C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542877C2 (en) * | 2013-05-30 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Microwave 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 |
-
2010
- 2010-06-11 RU RU2010124227/07A patent/RU2420836C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542877C2 (en) * | 2013-05-30 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Microwave 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Preis et al. | Investigation of class-B/J continuous modes in broadband GaN power amplifiers | |
| RU2420836C1 (en) | Microwave attenuator | |
| RU2340048C1 (en) | Shf attenuator | |
| RU2461920C1 (en) | Broadband microwave attenuator with continuous control | |
| RU2367066C1 (en) | Microwave phase changer | |
| RU2314603C2 (en) | Microwave attenuator | |
| RU2542877C2 (en) | Microwave attenuator | |
| RU2311704C1 (en) | Microwave attenuator | |
| Roh et al. | A simple and accurate MESFET channel-current model including bias-dependent dispersion and thermal phenomena | |
| RU2407115C1 (en) | Microwave attenuator with discrete variation of attenuation | |
| Bhattacharyya et al. | Microwave CMOS traveling wave amplifiers: performance and temperature effects | |
| RU2479079C1 (en) | Double-channel shf switch | |
| RU2324265C2 (en) | Microwave attenuator | |
| RU2568261C2 (en) | Microwave attenuator | |
| RU2556427C1 (en) | Uhf attenuator | |
| RU2401488C1 (en) | Two-channel shf switch | |
| RU2335832C1 (en) | Shf switch | |
| RU2316086C1 (en) | Microwave phase shifter | |
| RU2435255C1 (en) | Microwave frequency attenuator | |
| RU2469443C1 (en) | Discrete broadband microwave attenuator | |
| RU2447546C1 (en) | Shf attenuator | |
| Lahsaini et al. | Design of broadband low noise amplifier based on HEMT transistors in the X-band | |
| RU2513709C1 (en) | Broadband shf attenuator | |
| Paoloni et al. | A design procedure for monolithic matrix amplifier | |
| RU2452062C1 (en) | Two-channel shf switch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160225 |