RU2460183C1 - Microwave phase changer - Google Patents

Microwave phase changer Download PDF

Info

Publication number
RU2460183C1
RU2460183C1 RU2011106429/07A RU2011106429A RU2460183C1 RU 2460183 C1 RU2460183 C1 RU 2460183C1 RU 2011106429/07 A RU2011106429/07 A RU 2011106429/07A RU 2011106429 A RU2011106429 A RU 2011106429A RU 2460183 C1 RU2460183 C1 RU 2460183C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
schottky barrier
field
transmission line
microwave
capacitance
Prior art date
Application number
RU2011106429/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Карпович Балыко (RU)
Александр Карпович Балыко
Виталий Юрьевич Мякиньков (RU)
Виталий Юрьевич Мякиньков
Екатерина Игоревна Иванова (RU)
Екатерина Игоревна Иванова
Галина Васильевна Сафонова (RU)
Галина Васильевна Сафонова
Лидия Николаевна Катасова (RU)
Лидия Николаевна Катасова
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 RU2011106429/07A priority Critical patent/RU2460183C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2460183C1 publication Critical patent/RU2460183C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: microwave phase changer comprises two transmission lines with identical wave resistances, one of which is designed for input of a microwave signal, and the other one - for output, two field transistors with a Schottky barrier, two inductances and a capacitance. The source of the first field transistor with the Schottky barrier is connected with a transmission line at the input. One of the ends of the first inductance is connected with one of the capacitance ends. One of the ends of the second inductance is connected to the transmission line at the output, and its other end - to the drain of the second field transistor with the Schottky barrier. Gates of both field transistors with the Schottky barrier are connected to each other and with one source of control DC voltage. To achieve the specified technical result, the device is equipped with a resistor having a resistance equal to a tenfold value of a wave resistance of the transmission line at the input or at the output. At the same time the drain of the first field transistor with the Schottky barrier is connected with a transmission line at the output. The drain of the second field transistor with the Schottky barrier is connected simultaneously with one of the ends of the first inductance and with one of the ends of the capacitance, the other end of the capacitance is connected to the transmission line at the input. The other end of the first inductance is grounded, and gates of both field transistors with the Schottky barrier are connected with one source of control DC voltage via a specified resistance.
EFFECT: expansion of a working frequency band, reduced value of direct microwave losses and reduced value of a voltage standing wave coefficient.
5 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике, а именно к фазовращателям СВЧ на полупроводниковых приборах, и может быть использовано при создании миниатюрных радиоэлектронных устройств СВЧ различного назначения.The invention relates to electronic equipment, namely to microwave phase shifters on semiconductor devices, and can be used to create miniature microwave electronic devices for various purposes.

Известен 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 и отрезок линии передачи с длиной, равной половине длины волны в линии передачи. При этом исток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе, сток - с линией передачи на выходе и с одним из концов отрезка линии передачи, а на затворы подают постоянные управляющие напряжения.Known 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 and a segment of the transmission line with a length equal to half the wavelength in the transmission line. In this case, the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to the transmission line at the input, the drain is connected to the transmission line at the output and to one of the ends of the transmission line segment, and constant control voltages are applied to the gates.

С целью упрощения конструкции и снижения массогабаритных характеристик другой конец отрезка линии передачи соединен с линией передачи на входе, сток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен с отрезком линии передачи на расстоянии, равном четверти длины волны в линии передачи от любого его конца, исток его заземлен, а затворы полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения [1].In order to simplify the design and reduce weight and size characteristics, the other end of the segment of the transmission line is connected to the transmission line at the input, the drain of the second field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to the segment of the transmission line at a distance equal to a quarter of the wavelength in the transmission line from either end, its source is grounded , and the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and connected to one source of constant control voltage [1].

Данный фазовращатель СВЧ позволяет использовать один источник постоянного управляющего напряжения и тем самым обеспечивает указанный выше технический результат.This microwave phase shifter allows you to use one source of constant control voltage and thereby provides the above technical result.

Более того, это одновременно позволяет исключить в процессе работы фазовращателя СВЧ разбаланс полевых транзисторов с барьером Шотки и тем самым несколько увеличить рабочую полосу частот и уменьшить величину коэффициента стоячей волны напряжения.Moreover, this simultaneously eliminates the imbalance of field-effect transistors with a Schottky barrier during the operation of the microwave phase shifter and thereby somewhat increase the working frequency band and reduce the value of the standing voltage wave coefficient.

Однако наличие в фазовращателе СВЧ отрезка линии передачи с длиной, равной четверти длины волны, который в процессе работы фазовращателя СВЧ становится резонансным и тем самым отрицательно сказывается на электрических характеристиках фазовращателя СВЧ, а именно:However, the presence in the microwave phase shifter of the transmission line segment with a length equal to a quarter of the wavelength, which during the operation of the microwave phase shifter becomes resonant and thereby adversely affects the electrical characteristics of the microwave phase shifter, namely:

во-первых, не позволяет существенно увеличить рабочую полосу частот,firstly, it does not significantly increase the working frequency band,

во-вторых, на частотах, близких к этой частоте, резко возрастает величина коэффициента стоячей волны напряжения.secondly, at frequencies close to this frequency, the magnitude of the coefficient of the standing voltage wave increases sharply.

Все это не позволяет использовать данный фазовращатель СВЧ в широкополосных устройствах СВЧ.All this does not allow the use of this microwave phase shifter in broadband microwave devices.

Известен 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,A known 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. Moreover, one of the source and drain electrodes of both field-effect transistors with a Schottky barrier is connected to transmission lines either at the input or at the output, and constant control voltages are applied to the gates,

С целью снижения неравномерности изменения фазы в рабочей полосе частот, снижения величины модуля коэффициента отражения и величины прямых потерь СВЧ 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 непосредственно соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения [2 - прототип].In order to reduce the unevenness of the phase change in the working frequency band, to reduce the magnitude of the reflection coefficient module and the magnitude of direct microwave losses, 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 line the output and one of the ends of the second inductance, the drain of 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 the second capacitance is grounded, and the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and directly connected to one source of constant control voltage [2 - prototype].

Преимущество данного фазовращателя СВЧ по сравнению с предыдущим, заключается в некотором улучшении указанных выше электрических характеристик.The advantage of this microwave phase shifter compared to the previous one is in some improvement of the above electrical characteristics.

Однако наличие в фазовращателе СВЧ соединений элементов, а именно двух индуктивностей и при этом двух емкостей, реализует в процессе работы фазовращателя СВЧ фильтры нижних и верхних частот в зависимости от постоянного управляющего напряжения, что не позволяет увеличить рабочую полосу частот.However, the presence in the phase shifter of the microwave connections of the elements, namely, two inductances and two capacitances at the same time, implements low and high frequency filters in the process of operation of the phase shifter depending on the constant control voltage, which does not allow to increase the working frequency band.

Более того, наличие в фазовращателе СВЧ последовательного непосредственного соединения полевого транзистора с барьером Шотки и емкости (исток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе, а сток через первую емкость - с линией передачи на выходе) приводит к увеличению прямых потерь СВЧ и коэффициента стоячей волны напряжения.Moreover, the presence in the phase shifter of a microwave serial direct connection of the field-effect transistor with the Schottky barrier and capacitance (the source of the first field-effect transistor with the Schottky barrier is connected to the transmission line at the input, and the drain through the first capacitance is connected to the transmission line at the output) leads to an increase in direct microwave losses and the coefficient of the standing voltage wave.

Техническим результатом изобретения является расширение рабочей полосы частот, снижение величины прямых потерь СВЧ и снижение величины коэффициента стоячей волны напряжения.The technical result of the invention is the expansion of the working frequency band, a decrease in the direct microwave losses and a decrease in the coefficient of the standing voltage wave.

Указанный технический результат достигается фазовращателем СВЧ, содержащим две линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна предназначена для входа СВЧ сигнала, другая - для выхода, два полевых транзистора с барьером Шотки, две индуктивности и емкость, при этом исток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе, один из концов первой индуктивности соединен с одним из концов емкости, один из концов второй индуктивности соединен с линией передачи на выходе, другой ее конец - со стоком второго полевого транзистора с барьером Шотки, затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения.The specified technical result is achieved by a microwave phase shifter containing two transmission lines with the same wave impedances, one for inputting a microwave signal, the other for output, two field-effect transistors with a Schottky barrier, two inductors and a capacitance, while the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier is connected with a transmission line at the input, one of the ends of the first inductance is connected to one of the ends of the capacitance, one of the ends of the second inductance is connected to the transmission line at the output, its other end - to the WTO drain field transistor with a Schottky barrier, the gates of both field effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and connected to one source of constant control voltage.

При этомWherein

- фазовращатель СВЧ содержит одну емкость, в него дополнительно введен резистор с сопротивлением, равным десятикратной величине волнового сопротивления линии передачи на входе или на выходе,- the microwave phase shifter contains one capacitance, an additional resistor with a resistance equal to ten times the wave resistance of the transmission line at the input or output is additionally introduced into it,

- при этом сток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на выходе, исток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен одновременно с одним из концов первой индуктивности и с одним из концов емкости, другой конец емкости соединен с линией передачи на входе, другой конец первой индуктивности заземлен,- in this case, the drain of the first field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to the output transmission line, the source of the second field-effect transistor with a Schottky barrier is connected simultaneously to one of the ends of the first inductance and to one of the ends of the capacitance, the other end of the capacitance is connected to the transmission line at the input, the other the end of the first inductance is grounded,

- а затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения через упомянутый резистор.- and the gates of both field-effect transistors with a Schottky barrier are connected to one source of constant control voltage through the aforementioned resistor.

Раскрытие сущности изобретения.Disclosure of the invention.

Наличие в фазовращателе СВЧ только одной емкости и в совокупности с иным включением первого полевого транзистора с барьером Шотки, а именно - исток соединен с линией передачи на входе, а сток с линией передачи на выходе. Это обеспечивает снижение величины прямых потерь СВЧ и величины коэффициента стоячей волны напряжения.The presence in the microwave phase shifter of only one capacitance and in conjunction with another switching on of the first field-effect transistor with a Schottky barrier, namely, the source is connected to the transmission line at the input, and the drain is connected to the transmission line at the output. This provides a reduction in direct microwave losses and the value of the standing voltage wave coefficient.

А наличие в фазовращателе СВЧ только одной емкости и в совокупности с иным включением второго полевого транзистора с барьером Шотки, а именно - исток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен одновременно с одним из концов первой индуктивности и с одним из концов емкости, другой конец емкости соединен с линией передачи на входе, другой конец первой индуктивности заземлен. Это обеспечивает компенсацию емкостного сопротивления этого полевого транзистора с барьером Шотки индуктивным сопротивлением и, как следствие, расширение рабочей полосы частот, снижение величины прямых потерь СВЧ и дополнительно к вышесказанному снижение величины коэффициента стоячей волны напряжения.And the presence in the microwave phase shifter of only one capacitance and in conjunction with the other switching on of the second field-effect transistor with a Schottky barrier, namely, the source of the second field-effect transistor with a Schottky barrier, is connected simultaneously to one of the ends of the first inductance and to one of the ends of the capacitor, the other end of the capacitor is connected with a transmission line at the input, the other end of the first inductance is grounded. This provides compensation for the capacitive resistance of this field-effect transistor with a Schottky barrier by inductive resistance and, as a result, an extension of the working frequency band, a decrease in direct microwave losses and, in addition to the above, a decrease in the value of the standing voltage wave coefficient.

Введение в фазовращатель СВЧ дополнительно резистора с указанной величиной его сопротивления, а именно равной десятикратной величине волнового сопротивления линии передачи на входе или на выходе и в совокупности с тем, что затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения через этот резистор, обеспечивает снижение токов утечки через затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки и, как следствие, - уменьшение прямых потерь СВЧ и уменьшение коэффициента стоячей волны напряжения.The introduction of an additional resistor into the microwave phase shifter with a specified value of its resistance, namely, equal to ten times the wave resistance of the transmission line at the input or output, and in combination with the fact that the gates of both field-effect transistors with a Schottky barrier are connected to one source of constant control voltage through this resistor provides a decrease in leakage currents through the gates of both field-effect transistors with a Schottky barrier and, as a result, a decrease in direct microwave losses and a decrease in the standing coefficient Lns of tension.

Итак, предложенная совокупность существенных признаков заявленного фазовращателя СВЧ обеспечивает указанный технический результат, а именно, расширение рабочей полосы частот, снижение величины прямых потерь СВЧ и величины коэффициента стоячей волны напряжения.So, the proposed set of essential features of the claimed microwave phase shifter provides the specified technical result, namely, the extension of the working frequency band, the reduction of direct microwave losses and the value of the standing voltage wave coefficient.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

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

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

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

- две индуктивности - 5 и 6 соответственно,- two inductances - 5 and 6, respectively,

- емкость - 7,- capacity - 7,

- резистор - 8,- resistor - 8,

- 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 прямых потерь СВЧ от частоты сигнала СВЧ.Figure 4 shows the dependence of the magnitude of direct microwave losses on the frequency of the microwave signal.

На фиг.5 дана зависимость величины коэффициента стоячей волны напряжения от частоты сигнала СВЧ.Figure 5 shows the dependence of the coefficient of the standing voltage wave 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 U cc .

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

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 the classic thin-film technology.

Две линии передачи, предназначенные для входа 1 и для выхода 2 сигнала СВЧ выполнены с одинаковыми волновыми сопротивлениями, равными 50 Ом, что соответствует ширине проводников 0,08 мм.Two transmission lines designed for input 1 and output 2 of the microwave signal 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.FETs are Schottky barrier 3 and 4 respectively have a cut-off voltage U ots equal to -2.5 V.

Две индуктивности 5 и 6 выполнены в виде прямоугольных меандров из металлического проводника, выполненного напылением золота толщиной 4 мкм и шириной 20 мкм.Two inductors 5 and 6 are made in the form of rectangular meanders of a metal conductor, made by spraying gold with a thickness of 4 μm and a width of 20 μm.

Емкость 7 выполнена в виде плоскопараллельного конденсатора с диэлектрическим слоем из оксида кремния толщиной 5 мкм.Capacity 7 is made in the form of a plane-parallel capacitor with a dielectric layer of silicon oxide with a thickness of 5 μm.

Резистор 8 выполнен из пленки хрома толщиной 4 мкм, длиной 0,5 мм и шириной 0,2 мм, что соответствует величине сопротивления резистора - 500 Ом и что равно десятикратной величине волнового сопротивления линии передачи на входе или на выходе.The resistor 8 is made of a chromium film 4 μm thick, 0.5 mm long and 0.2 mm wide, which corresponds to a resistor value of 500 Ohms and is equal to ten times the wave resistance of a transmission line at the input or output.

При этом исток первого полевого транзистора с барьером Шотки 3 соединен с линией передачи на входе 1, один из концов первой индуктивности 5 соединен с одним из концов емкости 7, один из концов второй индуктивности 6 соединен с линией передачи на выходе 2, другой ее конец - со стоком второго полевого транзистора с барьером Шотки 4.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, one of the ends of the first inductance 5 is connected to one of the ends of the capacitance 7, one of the ends of the second inductance 6 is connected to the transmission line at the output 2, its other end with the drain of the second field effect transistor with a Schottky barrier 4.

При этом сток первого полевого транзистора с барьером Шотки 3 соединен с линией передачи на выходе 2, исток второго полевого транзистора с барьером Шотки 4 соединен одновременно с одним из концов первой индуктивности 5 и с одним из концов емкости 7, другой конец емкости 7 соединен с линией передачи на входе 1, другой конец первой индуктивности 5 заземлен,In this case, the drain of the first field-effect transistor with a Schottky barrier 3 is connected to the transmission line at output 2, the source of the second field-effect transistor with a Schottky barrier 4 is connected simultaneously to one of the ends of the first inductance 5 and to one of the ends of the capacitance 7, the other end of the capacitance 7 is connected to the line transmission at input 1, the other end of the first inductance 5 is grounded,

При этом затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки 3 и 4 соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения 9 через резистор 8, а именно один из концов резистора соединен с затворами обоих полевых транзисторов с барьером Шотки, а другой его конец - с источником постоянного управляющего напряжения.In this case, 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 through a resistor 8, namely, one of the ends of the resistor is connected to the gates of both field-effect transistors with a Schottky barrier, and the other end with source of constant control voltage.

Фазовращатель СВЧ работает следующим образом.The microwave phase shifter operates as follows.

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 оба полевых транзистора с барьером Шотки имеют малое активное сопротивление Zоткр, которое открывает первый канал фазовращателя СВЧ. Второй канал представляет собой LC - цепочку, имеющую большое сопротивление, включенное последовательно малому сопротивлению в первом канале фазовращателя СВЧ, а потому влияние этой цепочки незначительно.As a result of this, both field-effect transistors with a Schottky barrier have a small active resistance Z open , which opens the first channel of the microwave phase shifter. The second channel is an LC - chain having a large resistance, connected in series with a small resistance in the first channel of the microwave phase shifter, and therefore the influence of this chain is negligible.

Такое соединение реализует в фазовращателе СВЧ величину фазы сигнала СВЧ Ф1, близкую к 0, малые прямые потери СВЧ и малую величину коэффициента стоячей волны напряжения.Such a connection implements in the microwave phase shifter the phase value of the microwave signal F1, close to 0, small direct microwave losses and a small value of the coefficient of the standing voltage wave.

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 cut-off voltage of the field effect transistor with a Schottky barrier U o , both field effect transistors with a Schottky barrier will be closed.

При этом оба полевых транзистора с барьером Шотки имеют большое реактивное сопротивление Zзакр, которое имеет емкостной характер. Большое емкостное сопротивление разрывает первый канал фазовращателя СВЧ. Во втором канале большое емкостное сопротивление включено последовательно реактивному сопротивлению второй индуктивности 6, которое компенсирует последнее в широкой рабочей полосе частот. При этом второй канал представляет собой звено фильтра высоких частот с малыми потерями СВЧ в рабочей полосе частот и малой величиной коэффициента стоячей волны напряжения.In this case, both field-effect transistors with a Schottky barrier have a large reactance Z zak , which has a capacitive character. Large capacitance breaks the first channel of the microwave phase shifter. In the second channel, a large capacitance is connected in series with the reactance of the second inductance 6, which compensates for the latter in a wide working frequency band. In this case, the second channel is a high-pass filter unit with low microwave losses in the working frequency band and a small value of the coefficient of the standing voltage wave.

Такое соединение реализует в фазовращателе СВЧ величину фазы сигнала СВЧ Ф2 с малыми потерями СВЧ и малой величиной коэффициента стоячей волны напряжения.Such a connection implements in the microwave phase shifter the phase value of the microwave signal Ф2 with low microwave losses and a small value of the standing voltage wave coefficient.

Таким образом, в заявленном фазовращателе СВЧ в широкой рабочей полосе частот реализуется заданная величина изменения фазы сигнала СВЧ, равная разности Ф2 и Ф1, малые прямые потери СВЧ и малые величины коэффициента стоячей волны напряжения при подаче на затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки отрицательного и нулевого постоянного управляющего напряжения от одного источника постоянного управляющего напряжения.Thus, in the claimed microwave phase shifter in a wide operating frequency band, a predetermined magnitude of the phase change of the microwave signal is realized, equal to the difference Ф2 and Ф1, small direct microwave losses and small values of the standing wave coefficient of voltage when both field effect transistors with a Schottky barrier are negative and zero DC control voltage from a single source of DC control voltage.

На экспериментальных образцах фазовращателя СВЧ были измерены величины изменения фазы сигнала, величины прямых потерь СВЧ и величины коэффициента стоячей волны напряжения от частоты сигнала СВЧ.The experimental samples of the microwave phase shifter were used to measure the magnitude of the phase change of the signal, the magnitude of direct microwave losses and the coefficient of the standing voltage wave from the frequency of the microwave signal.

Результаты измерений изображены на фиг.3, 4, 5.The measurement results are shown in figure 3, 4, 5.

Из фиг.3 видно, что фаза сигнала в фазовращателе СВЧ в рабочей полосе частот от 7 ГГц до 15 ГГц слабо изменяется с частотой и равна 50 градусов при постоянном управляющем напряжении, равном -2,5 В и 5 градусов при постоянном управляющем напряжении, равном 0 В, так что величина изменения фазы сигнала СВЧ составляет 45 градусов. При этом ширина рабочей полосы частот составляет 8 ГГц, а относительная ширина равна 75 процентов, что примерно в два раза больше, чем у прототипа.Figure 3 shows that the phase of the signal in the microwave phase shifter in the operating frequency band from 7 GHz to 15 GHz changes slightly with a frequency of 50 degrees with a constant control voltage of -2.5 V and 5 degrees with a constant control voltage of 0 V, so that the magnitude of the phase change of the microwave signal is 45 degrees. The width of the working frequency band is 8 GHz, and the relative width is 75 percent, which is approximately two times larger than that of the prototype.

Из фиг.4 видно, что прямые потери СВЧ в фазовращателе СВЧ в сопоставимой рабочей полосе частот не превышают -1 дБ при постоянном управляющем напряжении, равном 0 и -2,5 В, что на 0,3 дБ ниже, чем у прототипа.Figure 4 shows that the direct microwave losses in the microwave phase shifter in a comparable operating frequency band do not exceed -1 dB at a constant control voltage of 0 and -2.5 V, which is 0.3 dB lower than that of the prototype.

Из фиг 5 видно, что безразмерные величины коэффициента стоячей волны напряжения на входе и выходе фазовращателя СВЧ в сопоставимой рабочей полосе частот не превышают 1,3 при постоянном управляющем напряжении, равном 0 и -2,5 В, что на 0,2 меньше, чем у прототипа.From Fig. 5 it is seen that the dimensionless values of the coefficient of the standing wave of the voltage at the input and output of the microwave phase shifter in a comparable operating frequency band do not exceed 1.3 with a constant control voltage of 0 and -2.5 V, which is 0.2 less than at the prototype.

Таким образом, заявленный фазовращатель СВЧ обеспечит по сравнению с прототипом:Thus, the claimed microwave phase shifter will provide, in comparison with the prototype:

- расширение относительной ширины рабочей полосы частот примерно в 2 раза,- expansion of the relative width of the working frequency band by about 2 times,

- снижение величины прямых потерь на 0,3 дБ,- reduction in direct losses by 0.3 dB,

- снижение величины коэффициента стоячей волны напряжения на 0,2.- a decrease in the coefficient of the standing voltage wave by 0.2.

Указанные преимущества фазовращателя СВЧ особенно актуальны при создании миниатюрных радиоэлектронных устройств СВЧ различного назначения.These advantages of the microwave phase shifter are especially relevant when creating miniature microwave electronic devices for various purposes.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2316086 МПК H01P 1/185, приоритет от 06.06.2006 г., опубл. 27.01.2008., Бюлл. №3.1. RF patent No. 2316086 IPC H01P 1/185, priority 06.06.2006, publ. 01/27/2008., Bull. Number 3.

2. Патент РФ №2321106 МПК H01P 1/185, приоритет от 21.08.2006 г., опубл. 27.03.2008., Бюлл. №9 - прототип.2. RF patent №2321106 IPC H01P 1/185, priority of 08.21.2006, publ. 03/27/2008., Bull. No. 9 is a prototype.

Claims (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, две индуктивности и емкость, при этом исток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе, один из концов первой индуктивности соединен с одним из концов емкости, один из концов второй индуктивности соединен с линией передачи на выходе, другой ее конец - со стоком второго полевого транзистора с барьером Шотки, затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения, отличающийся тем, что фазовращатель СВЧ содержит одну емкость, в него дополнительно введен резистор с сопротивлением, равным десятикратной величине волнового сопротивления линии передачи на входе или на выходе, при этом сток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на выходе, исток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен одновременно с одним из концов первой индуктивности и с одним из концов емкости, другой конец емкости соединен с линией передачи на входе, другой конец первой индуктивности заземлен, а затворы обоих полевых транзисторов с барьером Шотки соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения через упомянутый резистор. 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, two inductors and a capacitance, while the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to the transmission line at the input, one of the ends of the first inductance is connected to one of the ends of the capacitance, one of the ends of the second inductance is connected to the transmission line at the output, its other end to the drain of the second field-effect transistor with a Schottky barrier, the thieves of both field-effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and connected to one source of constant control voltage, characterized in that the microwave phase shifter contains one capacitance, an additional resistor with a resistance equal to ten times the wave resistance of the transmission line at the input or output is additionally introduced into it, the drain of the first field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to the output transmission line, the source of the second field-effect transistor with a Schottky barrier is connected simultaneously to one of the ends the first inductor and one end of the container, the other end of the vessel is connected to the transmission line inlet, the other end of said first inductor is grounded and the gates of both FETs are connected to the Schottky barrier with a DC control voltage source via said resistor.
RU2011106429/07A 2011-02-21 2011-02-21 Microwave phase changer RU2460183C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106429/07A RU2460183C1 (en) 2011-02-21 2011-02-21 Microwave phase changer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106429/07A RU2460183C1 (en) 2011-02-21 2011-02-21 Microwave phase changer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2460183C1 true RU2460183C1 (en) 2012-08-27

Family

ID=46937959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011106429/07A RU2460183C1 (en) 2011-02-21 2011-02-21 Microwave phase changer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2460183C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504871C1 (en) * 2012-12-05 2014-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Protective microwave device
RU2565369C2 (en) * 2013-08-13 2015-10-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И.Шокина"(АО "НПП"Исток" им. Шокина") Tuneable band-pass microwave filter
RU2715910C1 (en) * 2019-05-07 2020-03-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Phase shifter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2202457A1 (en) * 1997-04-11 1998-10-11 Telecommunications Research Laboratories Microwave phase shifter including a reflective phase shift stage and a frequency multiplication stage
JP2002368566A (en) * 2001-06-05 2002-12-20 Mitsubishi Electric Corp Phase shift circuit and phase shifter
RU2316086C1 (en) * 2006-06-06 2008-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Microwave phase shifter
RU2321106C1 (en) * 2006-08-21 2008-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Microwave phase shifter
RU2367066C1 (en) * 2008-08-18 2009-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Microwave phase changer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2202457A1 (en) * 1997-04-11 1998-10-11 Telecommunications Research Laboratories Microwave phase shifter including a reflective phase shift stage and a frequency multiplication stage
JP2002368566A (en) * 2001-06-05 2002-12-20 Mitsubishi Electric Corp Phase shift circuit and phase shifter
RU2316086C1 (en) * 2006-06-06 2008-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Microwave phase shifter
RU2321106C1 (en) * 2006-08-21 2008-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Microwave phase shifter
RU2367066C1 (en) * 2008-08-18 2009-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Microwave phase changer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504871C1 (en) * 2012-12-05 2014-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Protective microwave device
RU2565369C2 (en) * 2013-08-13 2015-10-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И.Шокина"(АО "НПП"Исток" им. Шокина") Tuneable band-pass microwave filter
RU2715910C1 (en) * 2019-05-07 2020-03-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Phase shifter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8928428B2 (en) On-die radio frequency directional coupler
JP2021527358A (en) Circuits and methods for circulators with multiple offset paths
KR101138682B1 (en) Semiconductor apparatus
RU2460183C1 (en) Microwave phase changer
US4556808A (en) Microwave monolithic spot FET switch configuration
RU2367066C1 (en) Microwave phase changer
US10587028B1 (en) Radio frequency couplers with high directivity
RU2461920C1 (en) Broadband microwave attenuator with continuous control
CN108631766B (en) Reflective phase shifter with active device tuning
Ciocoveanu et al. A low insertion-loss 10–110 GHz digitally tunable SPST switch in 22 nm FD-SOI CMOS
RU2321106C1 (en) Microwave phase shifter
US10200026B1 (en) High power handling switch using reduced operating impedance
Schmid et al. A compact, transformer-based 60 GHz SPDT RF switch utilizing diode-connected SiGe HBTs
RU2372695C1 (en) Bandpass all-pass retunable shf filter
RU2401489C1 (en) Shf phase changer
RU2459320C1 (en) Bandpass tunable microwave filter
RU2469443C1 (en) Discrete broadband microwave attenuator
RU2407115C1 (en) Microwave attenuator with discrete variation of attenuation
RU2352031C1 (en) Shf phase shifter
RU2452062C1 (en) Two-channel shf switch
JP2011223390A (en) Attenuator
RU2513709C1 (en) Broadband shf attenuator
RU2565369C2 (en) Tuneable band-pass microwave filter
Lourandakis et al. A tunable and reduced size power divider using ferroelectric thin-film varactors
Figur et al. RF MEMS variable matching networks for multi-band and multi-mode GaN power amplifiers

Legal Events

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

Effective date: 20160225