RU2436202C1 - Wideband 180-degree microwave phase changer - Google Patents

Wideband 180-degree microwave phase changer Download PDF

Info

Publication number
RU2436202C1
RU2436202C1 RU2010118261/07A RU2010118261A RU2436202C1 RU 2436202 C1 RU2436202 C1 RU 2436202C1 RU 2010118261/07 A RU2010118261/07 A RU 2010118261/07A RU 2010118261 A RU2010118261 A RU 2010118261A RU 2436202 C1 RU2436202 C1 RU 2436202C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
attenuator
phase shift
qdc
field
Prior art date
Application number
RU2010118261/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Леонидович Шлаферов (RU)
Алексей Леонидович Шлаферов
Юрий Викторович Кузнецов (RU)
Юрий Викторович Кузнецов
Владимир Олегович Петин (RU)
Владимир Олегович Петин
Константин Викторович Бойко (RU)
Константин Викторович Бойко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС")
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 "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС")
Priority to RU2010118261/07A priority Critical patent/RU2436202C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2436202C1 publication Critical patent/RU2436202C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: phase changer comprises two 3-decibel quadrature directed couplers at joined lines (QDC), two matched loads, four attenuators, two field microwave transistors. Field transistors are used in amplification mode. The inlet of the first QDC is the device inlet. The uncoupled outlet of the first QDC is connected to the first matched load. The outlet with phase shift of 0° of the first QDC is connected to the outlet with phase shift of 0° of the second QDC via the first attenuator, the first field transistor and the third attenuator. The outlet with phase shift of -90° of the first QDC is connected to the outlet with phase shift of -90° of the second QDC via the second attenuator, the second field transistor and the fourth attenuator. The uncoupled outlet of the second QDC is connected to the second matched load. The inlet of the second QDC is used as the device outlet. Supply is sent only to one of two field transistors, thus the path of signal passage from the inlet to the outlet is changed.
EFFECT: reduced maximum possible phase error.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а более конкретно к фазовращателям СВЧ, вносящим постоянный фазовый сдвиг в широкой полосе частот, и может быть использовано в приемных и передающих устройствах СВЧ.The invention relates to the field of radio engineering, and more specifically to microwave phase shifters, introducing a constant phase shift in a wide frequency band, and can be used in microwave transmitting and receiving devices.

Известен широкополосный проходной фазовращатель СВЧ на секциях Шиффмана [Coats R.P. An Octave-Band Switched-Line Microstrip 3-b Diode Phase Shifter // IEEE Transactions On Microwave Theory And Techniques, Vol.21, No.7, July 1973]. Секция Шиффмана - это реактивный всепропускающий четырехполюсник на основе связанных линий [Schiffman B.M. A new class of broad-band microwave 90-degree phase shifters // IRE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.6, No4, April 1958]. Этот фазовращатель обладает следующими недостатками. Во-первых, для реализации одноступенчатого фазовращателя с фазовым сдвигом 180° необходимо наибольшее значение коэффициента связи между линиями [Сверхширокополосные микроволновые устройства / под ред. А.П.Креницкого и В.П.Мещанова. - М.: Радио и связь, 2001. - с.215, 218]. В результате конструкция фазовращателя на некоторых типах линий, в частности на микрополосковой, оказывается труднореализуемой. Во-вторых, когда фазосдвигающая секция на 180° реализуется в виде двух включенных каскадно фазосдвигающих секций на 90°, усложняется топология фазовращателя и увеличиваются его габариты. В-третьих, для переключения между состояниями фазовращателя нужно два переключателя, содержащих в сумме минимум четыре активных элемента, что усложняет конструкцию изделия и понижает надежность устройства.Known broadband pass-through microwave phase shifter in Schiffman sections [Coats R.P. An Octave-Band Switched-Line Microstrip 3-b Diode Phase Shifter // IEEE Transactions On Microwave Theory And Techniques, Vol.21, No.7, July 1973]. The Schiffman section is a reactive all-through quadrupole based on connected lines [Schiffman B.M. A new class of broad-band microwave 90-degree phase shifters // IRE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.6, No4, April 1958]. This phase shifter has the following disadvantages. First, for the implementation of a single-stage phase shifter with a phase shift of 180 °, the highest value of the coupling coefficient between the lines is required [Ultra-wideband microwave devices / ed. A.P. Krenitsky and V.P. Meshchanov. - M .: Radio and communications, 2001. - p. 215, 218]. As a result, the design of the phase shifter on some types of lines, in particular on the microstrip, is difficult to implement. Secondly, when the 180 ° phase-shifting section is implemented as two 90 ° phase-shifting sections connected in cascade, the topology of the phase shifter is complicated and its dimensions increase. Thirdly, to switch between the states of the phase shifter, you need two switches containing a total of at least four active elements, which complicates the design of the product and reduces the reliability of the device.

Известен широкополосный проходной фазовращатель СВЧ, действие которого основано на изменении направления возбуждения отрезка щелевой линии [Патент на изобретение №SU 1542363 A1, кл. H01P 1/185. Дискретный фазовращатель. Дата публикации 1995.03.10, автор Следков В.А.]. Недостатком такого фазовращателя является необходимость изготовления и закрепления в корпусе двусторонней платы.A known broadband pass-through microwave phase shifter, the action of which is based on a change in the direction of excitation of the slit line segment [Patent for invention No. SU 1542363 A1, class. H01P 1/185. Discrete phase shifter. Date of publication 1995.03.10, author V. Sledkov]. The disadvantage of this phase shifter is the need for manufacturing and fixing in the case of a double-sided board.

Известен широкополосный проходной фазовращатель СВЧ, действие которого основано на переключении проводников линии передачи [United States Patent №5,680,079, 180-degree phase shifter, Inami et al., October 21, 1997]. Недостатком такого фазовращателя является невозможность реализации в чисто микрополосковом исполнении.A known broadband pass-through microwave phase shifter, the action of which is based on switching the conductors of the transmission line [United States Patent No. 5,680,079, 180-degree phase shifter, Inami et al., October 21, 1997]. The disadvantage of this phase shifter is the impossibility of implementation in a purely microstrip design.

Известен широкополосный отражательный фазовращатель СВЧ, принятый в качестве прототипа, который состоит из квадратурного 3-децибельного направленного ответвителя (КНО), два выхода которого нагружены на полупроводниковые диоды [Miyaguchi K., et al. An ultra broad band reflection type 180 deg phase shifter with series and parallel LC circuits. // 2001 MTT-S International Microwave Symposium Digest, vol.1, p.237-240]. Для реализации фазового сдвига 180° в широкой полосе частот изменяют СВЧ импеданс диодов, подавая различное управляющее напряжение таким образом, чтобы на выходах КНО попеременно имели место режим холостого хода и режим короткого замыкания.Known broadband reflective microwave phase shifter, adopted as a prototype, which consists of a quadrature 3-decibel directional coupler (CCW), two outputs of which are loaded on semiconductor diodes [Miyaguchi K., et al. An ultra wide band band reflection type 180 deg phase shifter with series and parallel LC circuits. // 2001 MTT-S International Microwave Symposium Digest, vol. 1, p. 237-240]. To realize a phase shift of 180 ° in a wide frequency band, the microwave impedance of the diodes is changed, applying a different control voltage so that at the outputs of the CCW alternately there is an idling mode and a short circuit mode.

Этот фазовращатель обладает следующим недостатком: при неидеальном согласовании плеч КНО даже в случае идентичных по параметрам диодов, равном по мощности делении, разности фаз между выходами КНО 90°, имеет место дополнительный источник фазовой ошибки, не поддающийся компенсации [Garver R.V. Broad-Band Diode Phase Shifters // IEEE Transactions On Microwave Theory And Techniques, Vol.4, No.5, May 1972, p.317]. При малом рассогласовании плеча КНО возникает стоячая волна между КНО и диодом. Эта стоячая волна приводит к возникновению фазовой ошибки, которая может достигать величины Δφ=±4arcsin|Г|, где Г - коэффициент отражения от входов ответвителя. Например, при |Г|=0,032 (коэффициент отражения по мощности - 30 дБ) максимальная фазовая ошибка составляет ±7,33°.This phase shifter has the following disadvantage: with imperfect matching of the KNO arms, even in the case of diodes identical in parameters, equal in fission power, phase difference between the KNO outputs 90 °, there is an additional source of phase error that cannot be compensated [Garver R.V. Broad-Band Diode Phase Shifters // IEEE Transactions On Microwave Theory And Techniques, Vol.4, No.5, May 1972, p.317]. With a small mismatch of the arm of the CCW, a standing wave arises between the CCW and the diode. This standing wave leads to the appearance of a phase error, which can reach Δφ = ± 4arcsin | Г |, where Г is the reflection coefficient from the coupler inputs. For example, with | Г | = 0.032 (power reflection coefficient - 30 dB), the maximum phase error is ± 7.33 °.

Целью изобретения является уменьшение максимально возможной фазовой ошибки широкополосного 180-градусного фазовращателя СВЧ.The aim of the invention is to reduce the maximum possible phase error of a broadband 180-degree microwave phase shifter.

Для достижения указанной цели предлагается широкополосный фазовращатель, содержащий 3-децибельный квадратурный направленный ответвитель на связанных линиях (КНО), вход которого является входом фазовращателя. Согласно изобретению в него введены второй 3-децибельный КНО, две согласованные нагрузки, четыре аттенюатора, два полевых транзистора СВЧ. Полевые транзисторы используют в усилительном режиме. Каждый КНО имеет вход, выход с фазовым сдвигом 0°, выход с фазовым сдвигом -90°, развязанный выход. Вход первого КНО является входом устройства. Развязанный выход первого КНО подключен к первой согласованной нагрузке. Выход с фазовым сдвигом 0° первого КНО подключен через первый аттенюатор к затвору первого полевого транзистора. Выход с фазовым сдвигом -90° первого КНО подключен через второй аттенюатор к затвору второго полевого транзистора. Сток первого полевого транзистора подключен через третий аттенюатор к выходу с фазовым сдвигом 0° второго КНО. Сток второго полевого транзистора подключен через четвертый аттенюатор к выходу с фазовым сдвигом -90° второго КНО. Развязанный выход второго КНО подключен ко второй согласованной нагрузке. Вход второго КНО используется как выход устройства.To achieve this goal, a broadband phase shifter is proposed, comprising a 3-decibel quadrature directional coupler on coupled lines (CCF), the input of which is the input of the phase shifter. According to the invention, a second 3-decibel CCW, two matched loads, four attenuators, two microwave field-effect transistors are introduced into it. Field effect transistors are used in amplifier mode. Each KNO has an input, an output with a phase shift of 0 °, an output with a phase shift of -90 °, an isolated output. The input of the first CCW is the input of the device. The decoupled output of the first CCW is connected to the first matched load. The output with a phase shift of 0 ° of the first KNO is connected through the first attenuator to the gate of the first field-effect transistor. The output with a phase shift of -90 ° of the first KNO is connected through the second attenuator to the gate of the second field-effect transistor. The drain of the first field-effect transistor is connected through the third attenuator to the output with a phase shift of 0 ° of the second CCW. The drain of the second field-effect transistor is connected through the fourth attenuator to the output with a phase shift of -90 ° of the second CCW. The decoupled output of the second CCW is connected to the second matched load. The input of the second CCW is used as the output of the device.

Цель достигается преобразованием отражательного фазовращателя в проходной так, чтобы неидеальное согласование не приводило к возникновению фазовой ошибки.The goal is achieved by converting a reflective phase shifter into a loop-through so that imperfect matching does not lead to a phase error.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого фазовращателя из научно-технической литературы неизвестны, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.The combination of distinctive features and properties of the proposed phase shifter from the scientific and technical literature are unknown, therefore, it meets the criteria of novelty and inventive step.

Функциональная схема устройства изображена на фиг.1. Топология платы изготовленного макета фазовращателя изображена на фиг.2.Functional diagram of the device shown in figure 1. The topology of the board made the layout of the phase shifter shown in figure 2.

Фазовращатель содержит КНО 1, вход которого является входом устройства. Развязанный выход КНО 1 подключен к согласованной нагрузке 2. Выход с фазовым сдвигом 0° КНО 1 подключен через аттенюатор 3 к затвору полевого транзистора 4. Выход с фазовым сдвигом -90° КНО 1 подключен через аттенюатор 5 к затвору полевого транзистора 6. Сток полевого транзистора 4 подключен через аттенюатор 7 к выходу с фазовым сдвигом 0° КНО 8. Сток полевого транзистора 6 подключен через аттенюатор 9 к выходу с фазовым сдвигом -90° КНО 8. Развязанный выход КНО 8 подключен к согласованной нагрузке 10. Вход КНО 8 используется как выход устройства.The phase shifter contains KNO 1, the input of which is the input of the device. The isolated output of the KNO 1 is connected to the matched load 2. The output with a phase shift of 0 ° KNO 1 is connected through the attenuator 3 to the gate of the field effect transistor 4. The output with a phase shift of -90 ° KNO 1 is connected through the attenuator 5 to the gate of the field effect transistor 6. The drain of the field effect transistor 4 is connected through an attenuator 7 to the output with a phase shift of 0 ° KNO 8. The drain of the field-effect transistor 6 is connected through an attenuator 9 to the output with a phase shift of -90 ° KNO 8. The isolated output of the KNO 8 is connected to the matched load 10. The input of the KNO 8 is used as the output devices.

Аттенюатор 3 идентичен по свойствам аттенюатору 5, полевой транзистор 4 идентичен по свойствам полевому транзистору 6, аттенюатор 7 идентичен по свойствам аттенюатору 9, КНО 1 идентичен по свойствам КНО 8.Attenuator 3 is identical in properties to attenuator 5, field-effect transistor 4 is identical in properties to field-effect transistor 6, attenuator 7 is identical in properties to attenuator 9, KNO 1 is identical in properties to KNO 8.

Принцип работы фазовращателя основан на свойствах 3-децибельных квадратурных направленных ответвителей на связанных линиях. Известно, что у ответвителей на связанных линиях разница по фазе между выходами составляет 90° и не зависит от частоты [Бова Н.Т., Ефремов Ю.Г., Конин В.В. и др. Микроэлектронные устройства СВЧ. - Киев: Техника, 1984. - с.28]. Полевой транзистор, на который не подано питание, обеспечивает развязку сигнала около 20 дБ.The principle of operation of the phase shifter is based on the properties of 3-decibel quadrature directional couplers on connected lines. It is known that for couplers on coupled lines, the phase difference between the outputs is 90 ° and does not depend on the frequency [Bova N.T., Efremov Yu.G., Konin V.V. and other microwave electronic devices. - Kiev: Technique, 1984. - p.28]. The field effect transistor, which is not powered, provides a signal isolation of about 20 dB.

В первом рабочем состоянии фазовращателя напряжение питания подано на полевой транзистор 4, на полевой транзистор 6 напряжение питания не подано, сигнал со входа устройства проходит на выход устройства по пути вход КНО 1 - выход КНО 1 с фазовым сдвигом 0° - аттенюатор 3 - полевой транзистор 4 - аттенюатор 7 - выход КНО 8 с фазовым сдвигом 0° - вход КНО 8.In the first working state of the phase shifter, the supply voltage is applied to the field-effect transistor 4, the supply voltage is not supplied to the field-effect transistor 6, the signal from the input of the device passes to the output of the device along the path input KNO 1 - output KNO 1 with a phase shift of 0 ° - attenuator 3 - field transistor 4 - attenuator 7 - KNO 8 output with a phase shift of 0 ° - KNO 8 input.

Во втором рабочем состоянии фазовращателя напряжение питания подано на полевой транзистор 6, на полевой транзистор 4 напряжение питания не подано, сигнал со входа устройства проходит на выход устройства по пути вход КНО 1 - выход КНО 1 с фазовым сдвигом -90° - аттенюатор 5 - полевой транзистор 6 - аттенюатор 9 - выход КНО 8 с фазовым сдвигом -90° - вход КНО 8.In the second operating state of the phase shifter, the supply voltage is applied to the field effect transistor 6, the supply voltage is not applied to the field effect transistor 4, the signal from the input of the device passes to the output of the device along the path input KNO 1 - output KNO 1 with a phase shift of -90 ° - attenuator 5 - field transistor 6 - attenuator 9 - output KNO 8 with a phase shift of -90 ° - input KNO 8.

Таким образом, сигнал, проходящий через фазовращатель в первом рабочем состоянии, имеет фазовый сдвиг 180° относительно сигнала, проходящего через фазовращатель во втором рабочем состоянии. Свойства КНО 1,8 обеспечивают постоянство указанного фазового сдвига в широкой полосе.Thus, the signal passing through the phase shifter in the first operational state has a phase shift of 180 ° with respect to the signal passing through the phase shifter in the second operational state. The properties of CCW 1.8 ensure the constancy of the indicated phase shift in a wide band.

Согласованные нагрузки 2, 10 и аттенюаторы 3, 5, 7, 9 служат для согласования устройства и минимизации максимально возможной фазовой ошибки.Consistent loads 2, 10 and attenuators 3, 5, 7, 9 serve to match the device and minimize the maximum possible phase error.

В первом рабочем состоянии фазовращателя на полевой транзистор 6 напряжение питания не подано, поэтому вход аттенюатора 5 и выход аттенюатора 9 рассогласованы и развязаны относительно друг друга. Максимальный коэффициент отражения от входа аттенюатора 5 Г1 по модулю не превышает квадрата модуля коэффициента передачи аттенюатора 5. Максимальный коэффициент отражения от выхода аттенюатора 9 Г2 по модулю не превышает квадрата модуля коэффициента передачи аттенюатора 9.In the first working state of the phase shifter, a supply voltage is not supplied to the field effect transistor 6, therefore, the input of the attenuator 5 and the output of the attenuator 9 are mismatched and decoupled from each other. The maximum reflection coefficient from the input of the attenuator 5 G 1 modulo does not exceed the squared modulus of the attenuator 5. The maximum reflection coefficient from the output of the attenuator 9 G 2 modulo does not exceed the squared modulus of the attenuator 9.

Таким образом, развязанный выход КНО 1 нагружен на согласованную нагрузку, выход КНО 1 с фазовым сдвигом -90° нагружен на нагрузку с коэффициентом отражения Г1. Развязанный выход КНО 8 нагружен на согласованную нагрузку, выход КНО 8 с фазовым сдвигом -90° нагружен на нагрузку с коэффициентом отражения Г2. В этих условиях коэффициент передачи со входа КНО 1 на выход КНО 1 с фазовым сдвигом 0° равен:Thus, the isolated output of the KNO 1 is loaded on a matched load, the output of the KNO 1 with a phase shift of -90 ° is loaded on the load with a reflection coefficient of G 1 . The isolated output of KNO 8 is loaded to a matched load, the output of KNO 8 with a phase shift of -90 ° is loaded to a load with a reflection coefficient of G 2 . Under these conditions, the transmission coefficient from the input of the KNO 1 to the output of the KNO 1 with a phase shift of 0 ° is equal to:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

гдеWhere

Sij - коэффициенты матриц рассеяния КНО 1 и КНО 8;S ij are the coefficients of scattering matrices KNO 1 and KNO 8;

S12 - коэффициент передачи со входа на выход с фазовым сдвигом 0°;S 12 - transmission coefficient from input to output with a phase shift of 0 °;

S13 - коэффициент передачи со входа на выход с фазовым сдвигом -90°;S 13 - transmission coefficient from input to output with a phase shift of -90 °;

S23 - коэффициент передачи с выхода с фазовым сдвигом 0° на выход с фазовым сдвигом -90° (определяет развязку между выходами);S 23 - transmission coefficient from the output with a phase shift of 0 ° to the output with a phase shift of -90 ° (determines the isolation between the outputs);

S33 - коэффициент отражения от выхода с фазовым сдвигом -90°.S 33 - reflection coefficient from the output with a phase shift of -90 °.

Коэффициент передачи со входа КНО 8 на выход КНО 8 с фазовым сдвигом 0° равен:The transmission coefficient from the input of the KNO 8 to the output of the KNO 8 with a phase shift of 0 ° is equal to:

Figure 00000002
.
Figure 00000002
.

Во втором рабочем состоянии фазовращателя на полевой транзистор 4 напряжение питания не подано, поэтому вход аттенюатора 3 и выход аттенюатора 7 рассогласованы и развязаны относительно друг друга. Коэффициент отражения от входа аттенюатора 3 равен Г1, коэффициент отражения от выхода аттенюатора 7 равен Г2. Таким образом, развязанный выход КНО 1 нагружен на согласованную нагрузку, выход КНО 1 с фазовым сдвигом 0° нагружен на нагрузку с коэффициентом отражения Г1. Развязанный выход КНО 8 нагружен на согласованную нагрузку, выход КНО 8 с фазовым сдвигом 0° нагружен на нагрузку с коэффициентом отражения Г2. В этих условиях коэффициент передачи со входа КНО 1 на выход КНО 1 с фазовым сдвигом -90°:In the second operating state of the phase shifter, the supply voltage is not supplied to the field effect transistor 4, therefore, the input of the attenuator 3 and the output of the attenuator 7 are mismatched and decoupled from each other. The reflection coefficient from the input of the attenuator 3 is equal to G 1 , the reflection coefficient from the output of the attenuator 7 is equal to G 2 . Thus, the isolated output of the KNO 1 is loaded on a matched load, the output of the KNO 1 with a phase shift of 0 ° is loaded on the load with a reflection coefficient of G 1 . The isolated output of KNO 8 is loaded to a matched load, the output of KNO 8 with a phase shift of 0 ° is loaded to a load with a reflection coefficient of G 2 . Under these conditions, the transfer coefficient from the input of the KNO 1 to the output of the KNO 1 with a phase shift of -90 °:

Figure 00000003
Figure 00000003

где S22 - коэффициент отражения от выхода с фазовым сдвигом 0°.where S 22 is the reflection coefficient from the output with a phase shift of 0 °.

Коэффициент передачи со входа КНО 8 на выход КНО 8 с фазовым сдвигом -90° равен:The transmission coefficient from the input of the KNO 8 to the output of the KNO 8 with a phase shift of -90 ° is equal to:

Figure 00000004
Figure 00000004

Фазовый сдвиг:Phase Shift:

φ=arg(K3K4)-arg(K3K4)φ = arg (K 3 K 4 ) -arg (K 3 K 4 )

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Величины E1 и E2 определяются коэффициентом отражения на входах аттенюаторов 3 и 5 Г1, коэффициентом отражения на выходах аттенюаторов 7 и 9 Г2:The values of E 1 and E 2 are determined by the reflection coefficient at the inputs of the attenuators 3 and 5 G 1 , the reflection coefficient at the outputs of the attenuators 7 and 9 G 2 :

при |Г1|→0 и |Г2|→0 E1→0, Е2→0.as | Г 1 | → 0 and | Г 2 | → 0 E 1 → 0, Е 2 → 0.

Также величины E1 и E2 определяются развязкой КНО:Also, the values of E 1 and E 2 are determined by the isolation of the CCW:

при |S23|→0 E1→0, Е2→0.as | S 23 | → 0 E 1 → 0, E 2 → 0.

Figure 00000009
вследствие свойств КНО.
Figure 00000009
due to the properties of the CCW.

Максимальная фазовая ошибка возникает при наименее благоприятном соотношении комплексных величин E1 и E2.The maximum phase error occurs at the least favorable ratio of the complex quantities E 1 and E 2 .

Figure 00000010
Figure 00000010

Таким образом, уменьшая |Г1|, |Г2|, |S23|, можно добиться уменьшения максимальной фазовой ошибки.Thus, by decreasing | G 1 |, | G 2 |, | S 23 |, it is possible to reduce the maximum phase error.

При коэффициенте отражения по мощности от выходов ответвителя -30 дБ, развязке -30 дБ, равном делении мощности между выходами, затухании вносимом аттенюаторами 6 дБ:When the reflection coefficient for power from the outputs of the coupler is -30 dB, isolation -30 dB, equal to the division of power between the outputs, attenuation introduced by attenuators 6 dB:

max|Г1|=max|Г2|=0,5max | G 1 | = max | G 2 | = 0.5

|S22|=|S33|=|S23|=0,032| S 22 | = | S 33 | = | S 23 | = 0,032

|S12|=|S13|=0,707| S 12 | = | S 13 | = 0.707

max|E1|=max|E2|=0,0326max | E 1 | = max | E 2 | = 0,0326

Δφ=±3,74°Δφ = ± 3.74 °

Таким образом, изобретение позволяет уменьшить максимальную фазовую ошибку, по сравнению с прототипом.Thus, the invention allows to reduce the maximum phase error, compared with the prototype.

На дату подачи заявки разработан и изготовлен опытный образец фазовращателя, обладающий следующими параметрами: рабочий диапазон частот 6-14 ГГц, фазовый сдвиг между двумя состояниями 180±3°, КСВН входа и выхода в двух состояниях не более 1,4, вносимое ослабление сигнала -2±1 дБ, разность между ослаблением сигнала в двух состояниях не более 2 дБ.At the filing date, a prototype phase shifter was developed and manufactured with the following parameters: operating frequency range of 6-14 GHz, phase shift between two states of 180 ± 3 °, VSWR of the input and output in two states of no more than 1.4, the introduced signal attenuation - 2 ± 1 dB, the difference between the attenuation of the signal in two states is not more than 2 dB.

Claims (1)

Широкополосный 180-градусный фазовращатель СВЧ, содержащий первый 3-децибельный квадратурный направленный ответвитель на связанных линиях, вход которого является входом фазовращателя, отличающийся тем, что в него введены второй 3-децибельный квадратурный направленный ответвитель на связанных линиях, первая и вторая согласованные нагрузки, первый, второй, третий и четвертый аттенюаторы, первый и второй полевые транзисторы, которые используют в усилительном режиме, причем развязанный выход первого направленного ответвителя подключен к первой согласованной нагрузке, выход с фазовым сдвигом 0° первого направленного ответвителя подключен через первый аттенюатор к затвору первого полевого транзистора, выход с фазовым сдвигом -90° первого направленного ответвителя подключен через второй аттенюатор к затвору второго полевого транзистора, сток первого полевого транзистора подключен через третий аттенюатор к выходу с фазовым сдвигом 0° второго направленного ответвителя, сток второго полевого транзистора подключен через четвертый аттенюатор к выходу с фазовым сдвигом -90° второго направленного ответвителя, развязанный выход второго направленного ответвителя подключен ко второй согласованной нагрузке, вход второго направленного ответвителя является выходом устройства. A 180-degree broadband microwave phase shifter containing a first 3-decibel quadrature directional coupler on connected lines, the input of which is a phase shifter input, characterized in that a second 3-decibel quadrature directional coupler on connected lines is inserted into it, the first and second matched loads, the first , the second, third and fourth attenuators, the first and second field-effect transistors that are used in the amplifying mode, and the decoupled output of the first directional coupler is connected to the first matched load, the output with a phase shift of 0 ° of the first directional coupler is connected through the first attenuator to the gate of the first field effect transistor, the output with a phase shift of -90 ° of the first directional coupler is connected through the second attenuator to the gate of the second field effect transistor, the drain of the first field effect transistor is connected through the third attenuator to the output with a phase shift of 0 ° of the second directional coupler, the drain of the second field-effect transistor is connected through the fourth attenuator to the output with a phase shift of -90 ° W of the opposite directional coupler, the decoupled output of the second directional coupler is connected to the second matched load, the input of the second directional coupler is the output of the device.
RU2010118261/07A 2010-05-05 2010-05-05 Wideband 180-degree microwave phase changer RU2436202C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118261/07A RU2436202C1 (en) 2010-05-05 2010-05-05 Wideband 180-degree microwave phase changer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118261/07A RU2436202C1 (en) 2010-05-05 2010-05-05 Wideband 180-degree microwave phase changer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2436202C1 true RU2436202C1 (en) 2011-12-10

Family

ID=45405753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010118261/07A RU2436202C1 (en) 2010-05-05 2010-05-05 Wideband 180-degree microwave phase changer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2436202C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631021C1 (en) * 2016-04-15 2017-09-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Discrete attenuator of microwave

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631021C1 (en) * 2016-04-15 2017-09-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Discrete attenuator of microwave

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10770770B2 (en) Low loss, wide band, phase shifter utilizing transformer
Wang et al. Substrate integrated waveguide (SIW) power amplifier using CBCPW-to-SIW transition for matching network
Palomba et al. A novel hybrid active quasi-circulator for L-band applications
Grebennikov Power combiners, impedance transformers and directional couplers: Part II
RU2436202C1 (en) Wideband 180-degree microwave phase changer
JP2002057502A (en) Ultra high frequency double-pole double-throw switch, ultra high frequency distributing/transmitting switch and power amplifier
CA2376172A1 (en) 180· phase shift structure in wideband microwaves
WO2019018696A1 (en) Low-insertion-loss triple throw switch
US7830224B2 (en) Compact Magic-T using microstrip-slotline transitions
Sakagami et al. Compact multi-way power dividers for dual-band, wide-band and easy fabrication
Maktoomi et al. A complex load matched microstrip balun
Rohde et al. Ultra wide band balun/180° power divider using microstrip-slotline-microstrip transition
Denidni et al. Experimental investigation of a new Butler matrix using slotline technology for beamforming antenna arrays
Yeung A compact directional coupler with tunable coupling ratio using coupled-line sections
Moghaddasi et al. Hybrid structure-based broadband field-rotation balun for millimeter-wave applications
CN113196560B (en) High frequency switch
Gupta et al. High impedance transforming dual-band balun with isolation and output ports matching
Zhongpu et al. Design of a Ka-band double balance mixer based on the marchand balun
RU2802865C1 (en) Twelve-port crossover
Wang et al. Study of wideband microstrip 90 3-dB two-branch coupler with minimum amplitude and phase imbalance
RU2306641C1 (en) Microwave switch
Mahani et al. A planar ultra wide band single layer microstrip balun operating from 200MHz to 10GHz
Kim et al. 60GHz substrate integrated waveguide balun
Ta et al. Development of a defected ground structure wide bandwidth balun on multilayer organic substrate
Gupta et al. Symmetric tri-band balun architecture with a systematic design procedure

Legal Events

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

Effective date: 20140506