RU2477910C1 - Powerful attenuator - Google Patents

Powerful attenuator Download PDF

Info

Publication number
RU2477910C1
RU2477910C1 RU2011145042/08A RU2011145042A RU2477910C1 RU 2477910 C1 RU2477910 C1 RU 2477910C1 RU 2011145042/08 A RU2011145042/08 A RU 2011145042/08A RU 2011145042 A RU2011145042 A RU 2011145042A RU 2477910 C1 RU2477910 C1 RU 2477910C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
attenuator
powerful
links
heat
link
Prior art date
Application number
RU2011145042/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Афанасьевич Евдокимов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
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 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") filed Critical Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority to RU2011145042/08A priority Critical patent/RU2477910C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2477910C1 publication Critical patent/RU2477910C1/en

Links

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: powerful attenuator contains N series-connected matched segments on similar substrates mounted with equal pitch on heat-conducting base, each next segment has larger attenuation than the previous one, note that transmitting coefficient of each segment power is set by the expression KpM=N-M/N-M+1, where M - segment sequence number; N - segments quantity.
EFFECT: creation of powerful attenuator with increased reliability.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве эквивалента нагрузки для тестирования мощных радиопередающих устройств.The invention relates to the field of electronics and can be used as an equivalent load for testing powerful radio transmitting devices.

Известен мощный аттенюатор [1], представляющий собой Т-образное звено, собранное из резистивных поглотителей, выполненных методом тонкопленочной технологии. Приведены формулы для расчета величины сопротивлений последовательного и параллельного резисторов. Мощный аттенюатор, составленный из таких звеньев, при приемлемых электрических параметрах и габаритах обладал бы недостаточной надежностью из-за отсутствия эффективного отвода тепла от них, т.е. равенства нулю градиента температуры между любыми звеньями (подложками) аттенюатора. При этом может наступить перегрев отдельных подложек, что приведет не только к ухудшению параметров устройства (в том числе КСВ), но и выходу его из строя. Связано это с тем, что в литературе отсутствует методика расчета оптимального коэффициента передачи звеньев с точки зрения одинакового тепловыделения в них.A powerful attenuator is known [1], which is a T-shaped link assembled from resistive absorbers made using the thin-film technology. Formulas are given for calculating the resistance values of series and parallel resistors. A powerful attenuator made up of such links, with acceptable electrical parameters and dimensions, would have insufficient reliability due to the lack of effective heat removal from them, i.e. equal to zero temperature gradient between any links (substrates) of the attenuator. In this case, overheating of individual substrates may occur, which will lead not only to a deterioration of the device parameters (including SWR), but also to its failure. This is due to the fact that in the literature there is no methodology for calculating the optimal transmission coefficient of units from the point of view of the same heat generation in them.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является мощный аттенюатор [2], используемый как нагрузка, содержащий три включенных последовательно друг за другом согласованных звена на одинаковых подложках, установленных на теплопроводящем основании с одинаковым шагом. Известное устройство с точки зрения теплоотдачи приближено к оптимальному за счет того, что электрические и геометрические характеристики всех подложек, а также шаг их установки выбраны одинаковыми. Однако подбор коэффициентов передачи звеньев с целью обеспечения равенства тепловыделения в них не был оптимален. Таким образом, отсутствие методики расчета оптимального коэффициента передачи звеньев не дает возможности в полной мере обеспечить максимальную надежность аттенюатора, а также стабильность его параметров (в том числе КСВ).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed device is a powerful attenuator [2], used as a load containing three matched links connected in series one after another on identical substrates installed on a heat-conducting base with the same pitch. The known device from the point of view of heat transfer is close to optimal due to the fact that the electrical and geometric characteristics of all substrates, as well as the step of their installation are selected the same. However, the selection of link transfer coefficients in order to ensure equal heat dissipation in them was not optimal. Thus, the lack of a method for calculating the optimal link transfer coefficient does not make it possible to fully ensure the maximum reliability of the attenuator, as well as the stability of its parameters (including SWR).

Задачей настоящего изобретения является создание мощного аттенюатора с повышенной надежностью.An object of the present invention is to provide a powerful attenuator with increased reliability.

Поставленная задача достигается тем, что в мощном аттенюаторе, содержащем N включенных последовательно друг за другом согласованных звеньев на одинаковых подложках, установленных с одинаковым шагом на теплопроводящем основании, каждое последующее звено имеет большее затухание, чем предыдущее, причем коэффициент передачи по мощности каждого звена задается выражениемThe problem is achieved in that in a powerful attenuator containing N matched matched links sequentially on the same substrates, installed with the same pitch on a heat-conducting base, each subsequent link has a greater attenuation than the previous one, and the power transfer coefficient of each link is given by

KPM=N-M/N-M+1,K PM = NM / N-M + 1,

где М - порядковый номер звена;where M is the serial number of the link;

N - количество звеньев.N is the number of links.

При этом тепловые потоки от всех подложек будут направлены в теплоотвод, а градиенты температуры между подложками будут равны нулю, за счет чего и повышается надежность.In this case, heat fluxes from all substrates will be directed to the heat sink, and the temperature gradients between the substrates will be zero, due to which reliability is increased.

На чертеже представлена структурная схема заявленного устройства, гдеThe drawing shows a structural diagram of the claimed device, where

1 - звенья аттенюатора;1 - attenuator links;

2 - согласованная нагрузка;2 - coordinated load;

КР1, КР2, КР3, …, KPN - коэффициенты передачи по мощности звеньев;K P1 , K P2 , K P3 , ..., K PN - transmission factors for power links;

P1, Р2, P3, … PN - мощность на выходах звеньев;P 1 , P 2 , P 3 , ... P N - power at the outputs of the links;

РВХ - подводимая мощность.P BX - input power.

Учитывая, что по условию равенства тепловыделения потери мощности ΔР во всех звеньях должны быть одинаковы, т.е. ΔР=РВХ/N, определяемGiven that under the condition of equal heat dissipation, the power losses ΔР in all links should be the same, i.e. ΔP = P BX / N, determined

KP1=P1ВХВХ-ΔР/РВХ=N-1/N;K P1 = P 1 / P BX = P BX -ΔP / P BX = N-1 / N;

КР22/P1ВХ-2ΔР/РВХ-ΔР=N-2/N-1;K P2 = P 2 / P 1 = P BX -2ΔP / P BX -ΔP = N-2 / N-1;

КР332ВХ-3ΔР/РВХ-2ΔР=N-3/N-2;K P3 = P 3 / P 2 = P BX- 3ΔP / P BX -2ΔP = N-3 / N-2;

----------------------------------------------------------------------

KPN=PN/PN-1ВХ-N·ΔP/РВХ-(N-1)·ΔР=0/1=0K PN = P N / P N-1 = P BX -N · ΔP / P BX - (N-1) · ΔP = 0/1 = 0

Тогда в общем виде формула будет представлена какThen in general terms the formula will be presented as

КРММ/PM-1ВХ-M·ΔР/РВХ-(М-1)ΔР=N-M/N-M+1K PM = P M / P M-1 = P BX -M · ΔP / P BX - (M-1) ΔP = NM / N-M + 1

Как видно из вывода формул, коэффициент передачи последнего звена равен нулю. Реализовать такую передачу невозможно, поэтому с приемлемой для практических целей погрешностью можно принять коэффициент передачи, равный, например, KPN=0,001(-30 дБ).As can be seen from the derivation of the formulas, the transmission coefficient of the last link is equal to zero. It is impossible to realize such a transfer, therefore, with a tolerance acceptable for practical purposes, one can take a transmission coefficient equal, for example, K PN = 0.001 (-30 dB).

Таким образом, приведенная формула позволяет точно определять коэффициенты передачи по мощности всех звеньев аттенюатора и при равных электрических и геометрических характеристиках всех подложек, а также одинакового шага их установки позволяет обеспечить равенство тепловыделения в подложках. Следует отметить, что предлагаемое устройство может быть использовано только в качестве мощной нагрузки, поскольку коэффициенты передачи не выбираются, а рассчитываются.Thus, the above formula makes it possible to accurately determine the transmission coefficients from the power of all links of the attenuator and with equal electrical and geometric characteristics of all substrates, as well as the same installation step, allows for equal heat dissipation in the substrates. It should be noted that the proposed device can only be used as a powerful load, since the transmission coefficients are not selected, but calculated.

В качестве примера практического исполнения представим расчет коэффициента передачи по мощности звеньев аттенюатора с мощностью рассеивания РВХ=1 кВт и потерями в звеньях ΔР=250 Вт (при этом площадь подложек может определяться из условия SПОДЛ≥ΔР/РУД, где РУД [Вт/см2] - номинальная удельная мощность рассеивания подложки из выбранного материала).As an example of practical execution of the calculation represented by the transmission power ratio of the attenuator units with power dissipation P BX = 1 kW and lossy links in? P = 250 W (the substrate surface can be determined from the condition gravies ≥ΔR S / P UD, where UD P [ W / cm 2 ] is the nominal specific power dissipation of the substrate of the selected material).

Учитывая, что количество звеньев N=РВХ/ΔР=4, получим КРМ=4-М/5-М. Тогда KP1=3/4, КР2=2/3, КР3=1/2, КР4=0 или в дБ:Given that the number of links is N = P BX / ΔP = 4, we obtain K PM = 4-M / 5-M. Then K P1 = 3/4 , K P2 = 2/3 , K P3 = 1/2, K P4 = 0 or in dB:

KP1=-1,25 дБ, КР2=-1,76 дБ, КР3=-3,01 дБ, КР4 - принимаем минус 30 дБ.K P1 = -1.25 dB, K P2 = -1.76 dB, K P3 = -3.01 dB, K P4 - take minus 30 dB.

Именно такие коэффициенты передачи звеньев должен иметь представленный аттенюатор, чтобы при равных электрических и геометрических характеристиках всех подложек, а также одинакового шага их установки на теплопроводящем основании было обеспечено равенство тепловыделения в подложках. Идея равенства тепловыделения в отдельных подложках мощного аттенюатора, установленных на общем радиаторе, известна, однако до сих пор не был найден инструмент для достижения этого равенства.It is these link transfer coefficients that the attenuator must have, so that, with equal electrical and geometric characteristics of all substrates, as well as the same step of their installation on a heat-conducting base, the heat release in the substrates is equal. The idea of equal heat dissipation in individual substrates of a powerful attenuator mounted on a common radiator is known, but so far no tool has been found to achieve this equality.

Применение данного изобретения позволит повысить надежность, расширить диапазон рабочих температур аттенюатора, а также повысить стабильность его параметров (в частности, КСВ) при сохранении всех положительных качеств аналогичных известных устройств, таких как низкая трудоемкость изготовления, хорошая помехоустойчивость и ремонтопригодность.The application of this invention will improve reliability, expand the range of operating temperatures of the attenuator, and also increase the stability of its parameters (in particular, SWR) while maintaining all the positive qualities of similar known devices, such as low labor input, good noise immunity, and maintainability.

Кроме того, значительно упрощается процесс конструирования мощных аттенюаторов.In addition, the design process for powerful attenuators is greatly simplified.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Блинов В.В., Негробов А.В. Мощный аттенюатор. // Антенны. - 2007. - Вып.8 (123).1. Blinov VV, Negrobov A.V. Powerful attenuator. // Antennas. - 2007. - Iss. 8 (123).

2. Корж И.А., Зима В.Н., Евдокимов М.А. Мощные пленочные резисторы на подложках из AlN и Al2O3 для ВЧ аттенюаторов большой мощности. Труды международной научно-технической конференции. РЭиС-2011.2. Korzh I.A., Winter V.N., Evdokimov M.A. Powerful film resistors on AlN and Al 2 O 3 substrates for high power RF attenuators. Proceedings of the international scientific and technical conference. REiS-2011.

Claims (1)

Мощный аттенюатор, содержащий N включенных последовательно друг за другом согласованных звеньев на одинаковых подложках, установленных с одинаковым шагом на теплопроводящем основании, отличающийся тем, что каждое последующее звено имеет большее затухание, чем предыдущее, причем коэффициент передачи по мощности каждого звена задается выражением
K=N-M/N-M+1,
где М - порядковый номер звена;
N - количество звеньев.
Powerful attenuator containing N matched matched links sequentially on the same substrates installed with the same pitch on a heat-conducting base, characterized in that each subsequent link has a greater attenuation than the previous one, and the power transfer coefficient of each link is given by
K pm = NM / N-M + 1,
where M is the serial number of the link;
N is the number of links.
RU2011145042/08A 2011-11-07 2011-11-07 Powerful attenuator RU2477910C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145042/08A RU2477910C1 (en) 2011-11-07 2011-11-07 Powerful attenuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145042/08A RU2477910C1 (en) 2011-11-07 2011-11-07 Powerful attenuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2477910C1 true RU2477910C1 (en) 2013-03-20

Family

ID=49124460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011145042/08A RU2477910C1 (en) 2011-11-07 2011-11-07 Powerful attenuator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2477910C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637995C1 (en) * 2016-12-13 2017-12-08 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Powerful attenuator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3754198A (en) * 1972-03-20 1973-08-21 Itt Microstrip filter
SU1376918A1 (en) * 1985-12-05 1991-08-30 Московский Электротехнический Институт Связи Method and apparatus for observing objects through dispersion medium
RU48644U1 (en) * 2005-05-20 2005-10-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Радий" MULTI-CHANNEL ONBOARD ULTRA-HIGH FREQUENCY RECEIVER OF PULSE RADAR STATION

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3754198A (en) * 1972-03-20 1973-08-21 Itt Microstrip filter
SU1376918A1 (en) * 1985-12-05 1991-08-30 Московский Электротехнический Институт Связи Method and apparatus for observing objects through dispersion medium
RU48644U1 (en) * 2005-05-20 2005-10-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Радий" MULTI-CHANNEL ONBOARD ULTRA-HIGH FREQUENCY RECEIVER OF PULSE RADAR STATION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637995C1 (en) * 2016-12-13 2017-12-08 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Powerful attenuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120305043A1 (en) Thermoelectric devices with reduction of interfacial losses
CN106021676B (en) A kind of more telegram in reply cable stable state temperature rise acquisition methods based on transfer matrix
Katsuta et al. Design and experimental characterization of optical wireless power transmission using GaAs solar cell and series-connected high-power vertical cavity surface emitting laser array
Kostandyan et al. Reliability estimation with uncertainties consideration for high power IGBTs in 2.3 MW wind turbine converter system
CN102590593A (en) Steady state thermal circuit model-based method and device for determining permissible current of overhead conductor
RU2477910C1 (en) Powerful attenuator
CN106599383B (en) The acquisition methods of transient state temperature rise between a kind of two telegrams in reply cable
Dong et al. Analysis of power transfer limit considering thermal balance of overhead conductor
Doukas et al. Coupled electro-thermal transient analysis of superconducting DC transmission systems using FDTD and VEM modeling
CN106920012A (en) A kind of reference power network evaluation method containing power flow control devices
RU132929U1 (en) SUPERCONDUCTIVE CURRENT LIMITER MODULE
Tang et al. Thermal modelling of a mutlichip IGBT power module
Jiang et al. Control scheme of the de‐icing method by the transferred current of bundled conductors and its key parameters
WO2018094793A1 (en) Heating electrode for lowering stress of light waveguide and voa therefor
Gandhare et al. Effects of harmonics on power loss in XLPE cables
CN107908827B (en) Method for acquiring transient temperature rise between two loops of cables with time delay switches
Wang et al. Compact arbitrary terminated power divider with bandwidth‐enhanced negative group delay characteristics
US10295283B2 (en) Thermal management using phase change material
RU2519506C1 (en) Power attenuator
Zhang et al. Realisation of DC/DC high power and large current combined power supply for airborne radar
RU2637995C1 (en) Powerful attenuator
CN110797612B (en) Self-equalization linear phase filter based on negative group time delay admittance converter
Kaleem et al. Highly integrated reconfigurable microwave switch matrix module for geostationary satellites
RU2377682C1 (en) Control device of cooling system of high-power transformer
Ishiyama et al. Transient stability characteristics of a 1-m single-layer YBCO cable

Legal Events

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

Effective date: 20201108