RU2568261C2 - Microwave attenuator - Google Patents
Microwave attenuator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568261C2 RU2568261C2 RU2014108254/08A RU2014108254A RU2568261C2 RU 2568261 C2 RU2568261 C2 RU 2568261C2 RU 2014108254/08 A RU2014108254/08 A RU 2014108254/08A RU 2014108254 A RU2014108254 A RU 2014108254A RU 2568261 C2 RU2568261 C2 RU 2568261C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- schottky barrier
- field
- resistance
- resistor
- transmission line
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике, а именно к аттенюаторам СВЧ на полупроводниковых приборах.The invention relates to electronic equipment, namely to microwave attenuators on semiconductor devices.
Аттенюаторы СВЧ, выполненные на основе полупроводниковых приборов, широко используются в технике СВЧ, особенно многоразрядные аттенюаторы СВЧ с дискретным изменением затухания, которые, как правило, представляют собой каскадное соединение нескольких, по меньшей мере, двух разрядов, каждый из которых представляет собой так называемое П- или Т-образное соединение резисторов относительно линий передачи на входе и выходе аттенюатора. Подключение и отключение резисторов в каждом разряде осуществляют электронными ключами, в качестве которых используют полупроводниковые транзисторы.Microwave attenuators made on the basis of semiconductor devices are widely used in microwave technology, especially multi-bit microwave attenuators with discrete attenuation, which, as a rule, are a cascade connection of several at least two discharges, each of which is a so-called P - or a T-shaped connection of resistors relative to the transmission lines at the input and output of the attenuator. Connecting and disconnecting resistors in each discharge is carried out by electronic switches, which are used as semiconductor transistors.
Это позволяет получить требуемые комбинации дискретного изменения затухания многоразрядного аттенюатора СВЧ.This allows you to get the required combination of discrete changes in the attenuation of a multi-bit microwave attenuator.
Известен многоразрядный аттенюатор СВЧ, содержащий в каждом разряде П-образное соединение трех резисторов, в котором в качестве трех электронных ключей использованы полевые транзисторы с барьером Шотки, при этом последовательно соединенный резистор параллельно соединен с истоком и стоком полевого транзистора с барьером Шотки, а затвор соединен с первым источником постоянного управляющего напряжения, два параллельно соединенные резисторы с одинаковыми сопротивлениями расположены по разные стороны от последовательно соединенного резистора и соединены с ним, а вторые их концы соединены со стоками двух других полевых транзисторов с барьером Шотки соответственно, истоки которых «заземлены», а затворы которых соединены между собой и соединены со вторым источником постоянного управляющего напряжения [1].A multi-bit microwave attenuator is known that contains a U-shaped connection of three resistors in each discharge, in which field-effect transistors with a Schottky barrier are used as three electronic switches, while a series-connected resistor is connected in parallel with the source and drain of the field-effect transistor with a Schottky barrier, and the gate is connected with the first source of constant control voltage, two parallel-connected resistors with the same resistances are located on different sides of the series-connected resistor the resistors and are connected to it, and their second ends are connected to the drains of two other field effect transistors with a Schottky barrier, respectively, whose sources are “grounded” and whose gates are interconnected and connected to a second source of constant control voltage [1].
Известен аттенюатор СВЧ, содержащий три резистора, один из которых расположен последовательно, а два других - параллельно линиям передачи на входе и выходе аттенюатора, и трех электронных ключей, в качестве которых использованы полевые транзисторы с барьером Шотки, при этом первый резистор соединен с истоком и стоком полевого транзистора с барьером Шотки, а два других выполнены с одинаковыми сопротивлениями и расположены по разные стороны от первого и соответственно каждый вместе с полевым транзистором с барьером Шотки, истоки которых заземлены, а затворы трех полевых транзисторов с барьером Шотки служат для подачи напряжения от источников постоянного управляющего напряжения.A microwave attenuator is known, containing three resistors, one of which is located in series, and the other two are parallel to the transmission lines at the input and output of the attenuator, and three electronic switches, which are used as Schottky field-effect transistors, while the first resistor is connected to the source and the drain of a field effect transistor with a Schottky barrier, and the other two are made with the same resistances and are located on opposite sides of the first and, accordingly, each together with a field effect transistor with a Schottky barrier, whose sources ground, and the gates of three FETs are Schottky barrier for supplying a voltage from the DC control voltage.
В аттенюатор СВЧ с целью нулевой величины изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения, снижения прямых потерь Ап, упрощения конструкции, снижения массогабаритных характеристик, дополнительно введены два отрезка линии передачи, которые расположены по разные стороны от первого резистора, при этом один конец каждого из отрезков линии передачи соединен с одним из концов соответствующего одного из двух резисторов и со стоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, а другой их конец соединен с концами первого резистора, другой конец каждого из двух других резисторов соединен с истоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки, а затворы трех полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения, при этом отрезки линии передачи выполнены длиной, равной либо меньшей четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению линий передачи на входе и выходе аттенюатора [2] - прототип.In the microwave attenuator for the purpose of a zero value of the phase change of the signal with a corresponding change in the constant control voltage, reduce direct losses Ap, simplify the design, reduce weight and size characteristics, two transmission line segments are added that are located on opposite sides of the first resistor, with one end of each of the segments of the transmission line is connected to one of the ends of the corresponding one of the two resistors and to the drain of the corresponding field-effect transistor with a Schottky barrier, and the other to the net is connected to the ends of the first resistor, the other end of each of the other two resistors is connected to the source of the corresponding field-effect transistor with a Schottky barrier, and the gates of three field-effect transistors with a Schottky barrier are connected to each other and connected to one source of constant control voltage, while the segments of the transmission line are made a length equal to or less than a quarter of the wavelength in the transmission line, and wave resistance equal to the wave resistance of the transmission lines at the input and output of the attenuator [2] - prototype.
Недостатком аттенюатора СВЧ-прототипа, как и аналога, является:The disadvantage of the attenuator of the microwave prototype, as well as the analogue, is:
во-первых, большие прямые потери СВЧ, поскольку разряды в многоразрядном аттенюаторе соединены каскадно и, следовательно, в открытых состояниях сопротивления последовательно включенных полевых транзисторов с барьером Шотки каждого разряда суммируются,firstly, large direct microwave losses, since the discharges in a multi-bit attenuator are cascaded and, therefore, in the open resistance states of field-effect transistors connected in series with the Schottky barrier of each discharge are summed,
во-вторых, ограничение функциональных возможностей, поскольку каждый разряд выполняет только одну функцию - реализует один уровень затухания.secondly, the limitation of functionality, since each bit performs only one function - it implements one level of attenuation.
Техническим результатом изобретения является снижение прямых потерь СВЧ и расширение функциональных возможностей аттенюатора СВЧ.The technical result of the invention is to reduce direct microwave losses and expand the functionality of the microwave attenuator.
Технический результат достигается заявленным аттенюатором СВЧ содержащим резисторы, первый из которых соединен последовательно, а второй и третий - параллельно линиям передачи на входе и выходе аттенюатора, три полевых транзистора с барьером Шотки, два отрезка линии передачи длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением, превышающим волновое сопротивление линий передачи на входе и выходе аттенюатора, при этом один конец первого резистора соединен с линией передачи на входе и с истоком первого полевого транзистора с барьером Шотки, второй его конец - с линией передачи на выходе и со стоком первого полевого транзистора с барьером Шотки, второй и третий резисторы расположены по разные стороны от первого резистора, концы каждого из них соединены с истоком и стоком второго и третьего полевых транзисторов с барьером Шотки соответственно, истоки которых заземлены, один конец каждого из двух отрезков линии передачи соединен с одним из концов первого резистора, а другой конец - со стоком второго и третьего полевых транзисторов с барьером Шотки соответственно, затворы первого и второго полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения.The technical result is achieved by the declared microwave attenuator containing resistors, the first of which is connected in series, and the second and third are parallel to the transmission lines at the input and output of the attenuator, three field-effect transistors with a Schottky barrier, two segments of the transmission line with a length equal to a quarter of the wavelength in the transmission line, and wave resistance exceeding the wave resistance of the transmission lines at the input and output of the attenuator, while one end of the first resistor is connected to the transmission line at the input and to the source of the first field a transistor with a Schottky barrier, its second end with a transmission line at the output and with the drain of the first field-effect transistor with a Schottky barrier, the second and third resistors are located on opposite sides of the first resistor, the ends of each of them are connected to the source and drain of the second and third field-effect transistors with a Schottky barrier, respectively, whose sources are grounded, one end of each of the two segments of the transmission line is connected to one of the ends of the first resistor, and the other end to the drain of the second and third field-effect transistors with a Schottky barrier with Responsibly, the gates of the first and second field-effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and connected to one source of constant control voltage.
В аттенюатор дополнительно введены четвертый полевой транзистор с барьером Шотки, четвертый резистор и второй источник постоянного управляющего напряжения, при этом исток четвертого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с одним из концов четвертого резистора и с линией передачи на входе, его сток - с другим концом четвертого резистора и с линией передачи на выходе, а затворы третьего и четвертого полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и - со вторым источником постоянного управляющего напряжения.The fourth field-effect transistor with a Schottky barrier, the fourth resistor and a second source of constant control voltage are additionally introduced into the attenuator, while the source of the fourth field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to one of the ends of the fourth resistor and to the input transmission line, its drain - to the other end of the fourth a resistor and a transmission line at the output, and the gates of the third and fourth field-effect transistors with a Schottky barrier are interconnected and - with a second source of constant control voltage.
Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION
Введение в аттенюатор СВЧ четвертого резистора, четвертого полевого транзистора с барьером Шотки и второго источника постоянного управляющего напряжения в совокупности с предлагаемым их соединением, а именно когда исток четвертого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с одним из концов четвертого резистора и с линией передачи на входе, его сток - с другим концом четвертого резистора и с линией передачи на выходе, а затворы третьего и четвертого полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и со вторым источником постоянного управляющего напряжения, обеспечит:Introduction to the microwave attenuator of a fourth resistor, a fourth field-effect transistor with a Schottky barrier and a second source of constant control voltage in conjunction with their proposed connection, namely when the source of the fourth field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to one of the ends of the fourth resistor and to the input transmission line, its drain is with the other end of the fourth resistor and with a transmission line at the output, and the gates of the third and fourth field-effect transistors with a Schottky barrier are connected to each other and to the second source tinuous control voltage, will provide:
во-первых, параллельное соединение между собой первого и четвертого полевых транзисторов с барьером Шотки в открытом состоянии и тем самым - снижение в два раза величины их полного сопротивления и, как следствие, - существенное снижение величины прямых потерь СВЧ,firstly, the parallel connection between the first and fourth field-effect transistors with the Schottky barrier in the open state and thereby halving their impedance and, as a result, a significant reduction in the magnitude of direct microwave losses,
во-вторых, по меньшей мере, три различных комбинации включения параллельных и последовательных резисторов и тем самым получение вместо одной, как в прототипе, трех различных комбинаций включения упомянутых резисторов, а вместе с тем и трех различных значений затухания сигнала СВЧ и, как следствие, - существенное расширение функциональных возможностей заявленного аттенюатора СВЧ.secondly, at least three different combinations of the inclusion of parallel and serial resistors and thereby receiving instead of one, as in the prototype, three different combinations of the inclusion of the mentioned resistors, and at the same time three different attenuation values of the microwave signal and, as a result, - a significant expansion of the functionality of the claimed microwave attenuator.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 дана топология заявленного аттенюатора СВЧ, гдеFigure 1 gives the topology of the claimed microwave attenuator, where
- три резистора - 1, 2, 3 соответственно,- three resistors - 1, 2, 3, respectively,
- три полевых транзистора с барьером Шотки - 4, 5, 6 соответственно,- three field effect transistors with a Schottky barrier - 4, 5, 6, respectively,
- два отрезка линии передачи - 7, 8 соответственно,- two segments of the transmission line - 7, 8, respectively,
- линии передачи на входе и выходе - 9, 10 соответственно,- transmission lines at the input and output - 9, 10, respectively,
- источник постоянного управляющего напряжения -11,- source of constant control voltage -11,
- четвертые резистор и полевой транзистор с барьером Шотки - 12, 13 соответственно,- fourth resistor and field effect transistor with a Schottky barrier - 12, 13, respectively,
- второй источник постоянного управляющего напряжения - 14.- the second source of constant control voltage is 14.
На фиг.2 дана его электрическая схема.Figure 2 shows its electrical circuit.
На фиг.3 даны зависимости от частоты величины прямых потерь Ап и величины ослабления Аз при различных комбинациях двух постоянных управляющих напряжений, равных 0 и 2 В - напряжение отсечки.Figure 3 shows the frequency dependence of the direct losses Ap and the attenuation value Az for various combinations of two constant control voltages equal to 0 and 2 V — cutoff voltage.
Пример конкретного исполнения заявленного аттенюатора СВЧ.An example of a specific implementation of the claimed microwave attenuator.
Все элементы аттенюатора СВЧ выполнены в монолитно-интегральном исполнении на полупроводниковой подложке из арсенида галлия толщиной, равной 0,1 мм, с использованием классической тонкопленочной технологии.All elements of the microwave attenuator are made in a monolithic-integrated version on a semiconductor substrate of gallium arsenide with a thickness of 0.1 mm using classical thin-film technology.
Четыре резистора 1, 2, 3, 12 выполнены с сопротивлениями резисторов, равными 40 Ом, 100 Ом, 50 Ом, 40 Ом соответственно, путем напыления, например, хрома толщиной 2 мкм.Four
Четыре полевых транзистора с барьером Шотки, 4, 5, 6, 13 имеют напряжение отсечки Uotc равное 2 В.Four field effect transistors with a Schottky barrier, 4, 5, 6, 13 have a cut-off voltage Uotc of 2 V.
Два отрезка линии передачи 7, 8 выполнены шириной и длиной проводников 0,01, 3 мм соответственно.Two segments of the
Линии передачи на входе 9 и выходе 10 выполнены шириной проводников 0,08 мм.The transmission lines at
При этом первый резистор 1 соединен последовательно, а второй 2 и третий 3 резисторы расположены по разные стороны от первого резистора 1 и соединены параллельно линиям передачи на входе 9 и выходе 10. Последовательно соединенный первый резистор 1 соединен с истоком и стоком первого полевого транзистора с барьером Шотки 4 посредством проводников.In this case, the first resistor 1 is connected in series, and the second 2 and third 3 resistors are located on opposite sides of the first resistor 1 and are connected in parallel with the transmission lines at the
Исток четвертого полевого транзистора с барьером Шотки 13 соединен с одним из концов четвертого резистора 12 и с линией передачи на входе 9, его сток - с другим концом четвертого резистора 12 и с линией передачи на выходе 10.The source of the fourth field-effect transistor with a Schottky
Один конец каждого из отрезков линии передачи 7, 8 соединен с линиями передачи на входе 9 и выходе 10, а другие - с одним из концов соответствующего параллельно соединенного второго 2 и третьего 3 резистора.One end of each of the segments of the
Другой конец каждого отрезка линии передачи 7, 8 соединен со стоком соответствующего полевого транзистора с барьером Шотки второго 5 и третьего 6.The other end of each segment of the
Затворы полевых транзисторов с барьером Шотки первого 4 и второго 5 соединены между собой и соединены с первым источником постоянного управляющего напряжения 11.The gates of field-effect transistors with a Schottky barrier of the first 4 and second 5 are interconnected and connected to the first source of
Затворы полевых транзисторов с барьером Шотки третьего 6 и четвертого 13 соединены между собой и соединены со вторым источником постоянного управляющего напряжения 14.The gates of field-effect transistors with a Schottky barrier of the third 6 and fourth 13 are interconnected and connected to the second source of
Истоки полевых транзисторов с барьером Шотки второго 5 и третьего 6 заземлены посредством соединения с основанием монолитной интегральной схемы аттенюатора СВЧ.The sources of field-effect transistors with a Schottky barrier of the second 5 and third 6 are grounded by connecting to the base of the monolithic integrated circuit of the microwave attenuator.
Работа заявленного аттенюатора СВЧ.The work of the claimed microwave attenuator.
Работа аттенюатора СВЧ рассмотрена для четырех комбинаций значений двух управляющих напряжений, которые поясняют и подтверждают расширение его функциональных возможностей.The operation of the microwave attenuator is considered for four combinations of the values of two control voltages, which explain and confirm the expansion of its functionality.
Первая.First one.
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки первого 4 и второго 5 постоянного управляющего напряжения U1 величиной, равной 0 В, от первого источника постоянного управляющего напряжения 11 становятся открытыми оба эти полевые транзисторы с барьером Шотки.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier the first 4 and second 5 constant control voltage U1 equal to 0 V, from the first source of
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки третьего 6 и четвертого 13 постоянного управляющего напряжения U2 величиной, равной 0 В, от второго источника постоянного управляющего напряжения 14 становятся открытыми оба эти полевые транзисторы с барьером Шотки.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier the third 6 and fourth 13 DC control voltage U2 equal to 0 V, from the second source of
В результате этого первый полевой транзистор с барьером Шотки 4, включенный параллельно последовательно соединенному первому резистору R1-1, имея малое сопротивление, зашунтирует этот резистор и общее последовательное сопротивление Z1, рассчитанное по формулеAs a result of this, the first field-effect transistor with a Schottky barrier 4, connected in parallel to the first resistor R1-1 connected in series, having a small resistance, shunts this resistor and the total series resistance Z1, calculated by the formula
Z1=R1×Zоткр./(R1+Zoткр.),Z1 = R1 × Zopen./ (R1 + Zotop.),
будет меньше, чем сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки Zoткр.will be less than the resistance of a field effect transistor with a Schottky barrier Zotcr.
Четвертый полевой транзистор с барьером Шотки 13, включенный параллельно последовательно соединенному четвертому резистору R4 -12, имея малое сопротивление, зашунтирует этот резистор и общее последовательное сопротивление Z4, рассчитанное по формулеThe fourth field-effect transistor with a Schottky
Z4=R4×Zoткр./(R4+Zoткр.),Z4 = R4 × Zotop ./ (R4 + Zotop.),
будет меньше, чем сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки Zоткр.will be less than the resistance of a field effect transistor with a Schottky barrier Z Open.
Поскольку эти сопротивления включены параллельно друг другу, то полное сопротивление Z14, рассчитанное по формулеSince these resistances are connected in parallel to each other, the impedance Z14 calculated by the formula
Z14=Z1×Z4/(Z1+Z4)Z14 = Z1 × Z4 / (Z1 + Z4)
будет меньше каждого из них.there will be less of each of them.
Полевые транзисторы с барьером Шотки второй 5 и третий 6 имеют малые сопротивления Zоткр., поэтому каждый из них шунтирует сопротивления R2 и R3 резисторов второго 2 и третьего 3 соответственно, а поскольку каждый включен на одном конце каждого отрезка линии передачи 7, 8 соответственно с длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением Z, превышающим Z0, то на другом их конце малые сопротивления Zоткр. преобразуются в большие сопротивления ZA, рассчитанные по формулеField-effect transistors with a Schottky barrier, second 5 and third 6 have low resistance Z Open, so each of them shunts the resistances R2 and R3 of the resistors of the second 2 and third 3, respectively, and since each is connected at one end of each segment of the
ZA=Z2/Zоткр., гдеZA = Z 2 / Z open, where
Z2 - квадрат волнового сопротивления отрезков линии передачи 7, 8.Z 2 is the square of the wave impedance of the segments of the
При этом большие сопротивления ZA превышают волновое сопротивление линий передачи на входе и выходе Z0.In this case, large resistances ZA exceed the wave impedance of the transmission lines at the input and output Z0.
В этом случае аттенюатор будет иметь малое последовательное сопротивление Z14 и два больших параллельных сопротивления ZA, включенных по обе стороны малого последовательного сопротивления Z14.In this case, the attenuator will have a small series resistance Z14 and two large parallel resistance ZA connected on both sides of the small series resistance Z14.
В этом случае в аттенюаторе реализуется малая величина прямых потерь Ап.In this case, a small amount of direct losses Ap is realized in the attenuator.
Вторая.The second one.
При подаче на затворы в полевых транзисторов с барьером Шотки первого 4 и второго 5 постоянного управляющего напряжения U1 величиной,, равной -2 В от первого источника постоянного управляющего напряжения 11 становятся закрытыми оба полевых транзистора с барьером Шотки.When applying to the gates in field-effect transistors with a Schottky barrier, the first 4 and second 5 constant control voltage U1 equal to -2 V from the first source of
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки третьего 6 и четвертого 13 постоянного управляющего напряжения U2 величиной, равной 0 В, от второго источника постоянного управляющего напряжения 14 становятся открытыми оба полевых транзистора с барьером Шотки.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier the third 6 and fourth 13 DC control voltage U2 equal to 0 V, from the second source of
В результате этого полевой транзистор с барьером Шотки 4, включенный параллельно резистору 1 с сопротивлением R1, имея большое сопротивление, не будет влиять на этот резистор и общее последовательное сопротивление Z1, рассчитанное по формулеAs a result, a field effect transistor with a Schottky barrier 4, connected in parallel with a resistor 1 with a resistance R1, having a large resistance, will not affect this resistor and the total series resistance Z1 calculated by the formula
Z1=R1×Zзакр./(R1+Zзакр.), гдеZ1 = R1 × Zcl ./ (R1 + Zcl.), Where
Zзакр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки, будет близко к сопротивлению R1.Z close - the resistance of the field effect transistor with a Schottky barrier will be close to the resistance R1.
Четвертый полевой транзистор с барьером Шотки 13, включенный параллельно четвертому резистору 12 с сопротивлением R4, имея малое сопротивление, зашунтирует этот резистор и общее последовательное сопротивление Z4, рассчитанное по формулеThe fourth field-effect transistor with a
Z4=R4×Zоткр./(R4+Zоткр.),Z4 = R4 × Zopen./ (R4 + Zopen.),
будет меньше, чем сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки Zоткр.will be less than the resistance of a field effect transistor with a Schottky barrier Z Open.
Поскольку сопротивления Z1 и Z4 включены параллельно друг другу, то полное сопротивление Z14, рассчитанное по формулеSince the resistances Z1 and Z4 are connected in parallel to each other, the impedance Z14 calculated by the formula
Z14=Z1×Z4/(Z1+Z4)Z14 = Z1 × Z4 / (Z1 + Z4)
будет меньше каждого из них.there will be less of each of them.
Третий полевой транзистор с барьером Шотки 6 имеет малое сопротивление Zоткр., поэтому он шунтирует сопротивление R3 третьего резистора 3, а поскольку он включен на одном конце отрезка линии 8 с длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением Z, превышающим Z0, то на другом конце малое сопротивление Zоткр. преобразуется в большое сопротивление ZA, рассчитанное по формулеThe third field-effect transistor with a
ZA=Z2/ Zоткр., гдеZA = Z 2 / Z open, where
Z2 - квадрат волнового сопротивления отрезка линии передачи 8.Z 2 is the square of the wave impedance of the segment of the
При этом большое сопротивление ZA превышает волновое сопротивление линии передачи на выходе Z0.Moreover, the large resistance ZA exceeds the wave resistance of the transmission line at the output Z0.
Второй полевой транзистор с барьером Шотки 5, включенный параллельно второму резистору 2 с сопротивлением R2, имея большое сопротивление, не будет влиять на этот резистор и общее последовательное сопротивление Z2, рассчитанное по формулеThe second field effect transistor with a
Z2=R2×Zзакр./(R2+Zзакр.), гдеZ2 = R2 × Zcl ./ (R2 + Zcl.), Where
Zзакр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки, будет близко к сопротивлению R2.Z close - the resistance of a field effect transistor with a Schottky barrier will be close to the resistance R2.
В этом случае аттенюатор будет иметь малое последовательное сопротивление Z14, сопротивление R2, включенное параллельно линии передачи на входе 9, и большое сопротивление ZA, включенное параллельно линии передачи на выходе 10.In this case, the attenuator will have a small series resistance Z14, resistance R2, connected in parallel to the transmission line at
В этом случае в аттенюаторе реализуется требуемая величина затухания Аз2, соответствующая сопротивлению R2.In this case, the required attenuation value Az2 corresponding to the resistance R2 is realized in the attenuator.
Третья.The third.
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки первого 4 и второго 5 постоянного управляющего напряжения U1 величиной, равной 0 В, от первого источника постоянного управляющего напряжения 11 становятся открытыми оба полевых транзистора с барьером Шотки.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier the first 4 and second 5 constant control voltage U1 equal to 0 V, from the first source of
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки третьего 6 и четвертого 13 постоянного управляющего напряжения U2 величиной, равной -2 В, от второго источника постоянного управляющего напряжения 14 становятся закрытыми оба полевых транзистора с барьером Шотки.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier the third 6 and fourth 13 DC control voltage U2 equal to -2 V, from the second source of
В результате этого первый полевой транзистор с барьером Шотки 4, включенный параллельно первому резистору 1 с сопротивлением R1, имея малое сопротивление, зашунтирует этот резистор, и общее последовательное сопротивление Z1, рассчитанное по формулеAs a result, the first field-effect transistor with a Schottky barrier 4 connected in parallel with the first resistor 1 with resistance R1, having a small resistance, shunts this resistor, and the total series resistance Z1 calculated by the formula
Z1=R1×Zоткр./(R1+Zоткр.),Z1 = R1 × Zopen./ (R1 + Zopen.),
будет меньше, чем сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки Zоткр.will be less than the resistance of a field effect transistor with a Schottky barrier Z Open.
Четвертый полевой транзистор с барьером Шотки 13, включенный параллельно четвертому резистору 4 с сопротивлением R4, имея большое сопротивление, не будет влиять на этот резистор и общее последовательное сопротивление Z4, рассчитанное по формулеThe fourth field-effect transistor with a
Z4=R4×Zзакр./(R4+Zзакр.), гдеZ4 = R4 × Zcl ./ (R4 + Zcl.), Where
Zзакр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки, будет близко к сопротивлению R4.Z close - the resistance of the field effect transistor with a Schottky barrier will be close to the resistance R4.
Поскольку сопротивления Z1 и Z4 включены параллельно друг другу, то полное сопротивление Z14, рассчитанное по формулеSince the resistances Z1 and Z4 are connected in parallel to each other, the impedance Z14 calculated by the formula
Z14=Z1×Z4/(Z1+Z4)Z14 = Z1 × Z4 / (Z1 + Z4)
будет меньше каждого из них.there will be less of each of them.
Второй полевой транзистор с барьером Шотки 5 имеет малое сопротивление Zоткр., поэтому он шунтирует второй резистор 2 с сопротивлением R2, а поскольку он включен на одном конце отрезка линии передачи 7 с длиной, равной четверти длины волны в линии передачи, и волновым сопротивлением Z, превышающим Z0, то на другом конце малое сопротивление Zоткр. преобразуется в большое сопротивление ZA, рассчитанное по формулеThe second field-effect transistor with a
ZA=Z2/ Zоткр., гдеZA = Z 2 / Z open, where
Z2 - квадрат волнового сопротивления отрезка линии передачи 7.Z 2 is the square of the wave impedance of the segment of the
При этом большое сопротивление ZA превышает волновое сопротивление линии передачи на входе Z0.Moreover, the large resistance ZA exceeds the wave resistance of the transmission line at the input Z0.
Третий полевой транзистор с барьером Шотки 6, включенный параллельно последовательно соединенному третьему резистору 3 с сопротивлением R3, имея большое сопротивление, не будет влиять на этот резистор и общее последовательное сопротивление Z3, рассчитанное по формулеThe third field effect transistor with a
Z3=R3×Zзакр./(R3+Zзакр.), гдеZ3 = R3 × Zcl ./ (R3 + Zcl.), Where
Zзакр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки, будет близко к сопротивлению R3.Z close - the resistance of the field effect transistor with a Schottky barrier will be close to the resistance R3.
В этом случае аттенюатор будет иметь малое последовательное сопротивление Z14, сопротивление R3, включенное на выходе, и большое сопротивления ZA, включенное на входе.In this case, the attenuator will have a small series resistance Z14, a resistance R3 connected at the output, and a large resistance ZA connected at the input.
В этом случае в аттенюаторе реализуется требуемая величина затухания Аз3, соответствующая параллельному сопротивлению R3.In this case, the required attenuation value Az3 corresponding to the parallel resistance R3 is realized in the attenuator.
Четвертая.Fourth.
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки первого 4 и второго 5 постоянного управляющего напряжения U1 величиной, равной -2 В, от первого источника постоянного управляющего напряжения 11 становятся закрытыми оба полевых транзистора с барьером Шотки.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier, the first 4 and second 5 constant control voltage U1 equal to -2 V, from the first source of
При подаче на затворы полевых транзисторов с барьером Шотки третьего 6 и четвертого 13 постоянного управляющего напряжения U2 величиной, равной -2, В от второго источника постоянного управляющего напряжения 14 становятся закрытыми оба полевых транзистора с барьером Шотки.When applying to the gates of field-effect transistors with a Schottky barrier the third 6 and fourth 13 DC control voltage U2 equal to -2 V from the second source of
В результате этого полевой транзистор с барьером Шотки 4, включенный параллельно последовательно соединенному первому резистору 1 с сопротивлением R1, имея большое сопротивление, не будет влиять на этот резистор и общее последовательное сопротивление Z1, рассчитанное по формулеAs a result, a field effect transistor with a Schottky barrier 4, connected in parallel to the first resistor 1 connected in series with the resistance R1, having a large resistance, will not affect this resistor and the total series resistance Z1 calculated by the formula
Z1=R1×Zзакр./(R1+2закр.), гдеZ1 = R1 × Zclose / (R1 + 2close), where
Zзакр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки, будет близко к сопротивлению R1.Z close - the resistance of the field effect transistor with a Schottky barrier will be close to the resistance R1.
Четвертый полевой транзистор с барьером Шотки 13, включенный параллельно последовательно соединенному четвертому резистору с сопротивлением R4, имея большое сопротивление, не будет влиять на этот резистор и общее последовательное сопротивление Z4, рассчитанное по формулеThe fourth field-effect transistor with a
Z4=R4×Zзакр./(R4+Zзакр.), гдеZ4 = R4 × Zcl ./ (R4 + Zcl.), Where
Zзакр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки, будет близко к сопротивлению R4.Z close - the resistance of the field effect transistor with a Schottky barrier will be close to the resistance R4.
Поскольку сопротивления R1 и R4 включены параллельно друг другу, то полное сопротивление Z14 рассчитывается по формулеSince the resistances R1 and R4 are connected in parallel to each other, the impedance Z14 is calculated by the formula
Z14=R1×R4/(R1+R4).Z14 = R1 × R4 / (R1 + R4).
Второй полевой транзистор с барьером Шотки 5, включенный параллельно последовательно соединенному второму резистору R2, имея большое сопротивление, не будет влиять на этот резистор и общее последовательное сопротивление Z2, рассчитанное по формулеThe second field-effect transistor with a
Z2=R2×Zзакр./(R2+Zзакр.), гдеZ2 = R2 × Zcl ./ (R2 + Zcl.), Where
Zзакр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки, будет близко к сопротивлению R2.Z close - the resistance of a field effect transistor with a Schottky barrier will be close to the resistance R2.
Третий полевой транзистор с барьером Шотки 6, включенный параллельно последовательно соединенному третьему резистору с сопротивлением R3, имея большое сопротивление, не будет влиять на этот резистор и общее последовательное сопротивление Z3, рассчитанное по формулеA third field-effect transistor with a
Z3=R3×Zзакр./(R3+Zзакр.), гдеZ3 = R3 × Zcl ./ (R3 + Zcl.), Where
Zзакр. - сопротивление полевого транзистора с барьером Шотки, будет близко к сопротивлению R3.Z close - the resistance of the field effect transistor with a Schottky barrier will be close to the resistance R3.
В этом случае аттенюатор будет иметь последовательное сопротивление Z14, сопротивление Z2, включенное параллельно линии передачи на входе 9 и сопротивление Z3, включенное параллельно линии передачи на выходе 10.In this case, the attenuator will have a series resistance Z14, resistance Z2 connected in parallel to the transmission line at
В этом случае в аттенюаторе реализуется требуемая величина затухания Аз1.In this case, the required attenuation value Az1 is realized in the attenuator.
На изготовленных образцах аттенюатора СВЧ были измерены величины прямых потерь Ап и затухания Аз, результаты чего даны на фиг.3.On the manufactured samples of the microwave attenuator, the values of direct losses Ap and attenuation Az were measured, the results of which are given in Fig. 3.
Как видно из фиг.3, прямые потери в аттенюаторе СВЧ на частоте 10 ГГц составляют - 0,5 дБ, а затухание -2,5 дБ, -4,5 дБ и -8,5 дБ, так что изменение затухания аттенюатора СВЧ составляет -2 дБ, -4 дБ и -8 дБ соответственно.As can be seen from figure 3, the direct losses in the microwave attenuator at a frequency of 10 GHz are -0.5 dB, and the attenuation is -2.5 dB, -4.5 dB and -8.5 dB, so the change in attenuation of the microwave attenuator is -2 dB, -4 dB and -8 dB, respectively.
Это говорит о том, что реализуются три значения затухания в заявленном аттенюаторе.This suggests that three attenuation values are implemented in the declared attenuator.
Таким образом, заявленный аттенюатор СВЧ обеспечит по сравнению с прототипом снижение прямых потерь примерно в 2 раза и расширение функциональных возможностей благодаря возможности реализации трех значений затухания.Thus, the claimed microwave attenuator will provide, in comparison with the prototype, a reduction in direct losses of about 2 times and an expansion of functionality due to the possibility of realizing three attenuation values.
Источники информацииInformation sources
1. Проектирование многоразрядных монолитных аттенюаторов Абакумова Н.В., Богданов Ю.М. и др. Электронная техника. Сер. 1, СВЧ - техника. 2005 г., вып.2., с.6-19.1. Design of multi-bit monolithic attenuators Abakumova NV, Bogdanov Yu.M. and other electronic equipment. Ser. 1, microwave technology. 2005, issue 2., Pp. 6-19.
2. Патент РФ №2311704, МПК Н01Р 1/22, приоритет от 13.03.2006 г., опубл. 27.11.2007 г. - прототип.2. RF patent No. 2311704, IPC Н01Р 1/22, priority of March 13, 2006, publ. November 27, 2007 - a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014108254/08A RU2568261C2 (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Microwave attenuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014108254/08A RU2568261C2 (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Microwave attenuator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014108254A RU2014108254A (en) | 2015-09-10 |
| RU2568261C2 true RU2568261C2 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54073213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014108254/08A RU2568261C2 (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Microwave attenuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2568261C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748722C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-05-31 | Акционерное общество Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Microwave switch |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1312726A1 (en) * | 1985-08-16 | 1987-05-23 | А. Л. Якимаха | Adjustable resistor |
| US5281928A (en) * | 1992-10-26 | 1994-01-25 | M/A-Com, Inc. | Electronic attenuator |
| RU2311704C1 (en) * | 2006-03-13 | 2007-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Microwave attenuator |
| RU2407115C1 (en) * | 2009-11-30 | 2010-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Microwave attenuator with discrete variation of attenuation |
| RU2420836C1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Microwave attenuator |
-
2014
- 2014-03-04 RU RU2014108254/08A patent/RU2568261C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1312726A1 (en) * | 1985-08-16 | 1987-05-23 | А. Л. Якимаха | Adjustable resistor |
| US5281928A (en) * | 1992-10-26 | 1994-01-25 | M/A-Com, Inc. | Electronic attenuator |
| RU2311704C1 (en) * | 2006-03-13 | 2007-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Microwave attenuator |
| RU2407115C1 (en) * | 2009-11-30 | 2010-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Microwave attenuator with discrete variation of attenuation |
| RU2420836C1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Microwave attenuator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748722C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-05-31 | Акционерное общество Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Microwave switch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014108254A (en) | 2015-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5996378B2 (en) | High frequency switch circuit | |
| US8614597B2 (en) | High linear voltage variable attenuator (VVA) | |
| Lee et al. | A broadband GaN pHEMT power amplifier using non-Foster matching | |
| US20150364805A1 (en) | Electronic device | |
| JPH11145777A (en) | Step attenuator | |
| RU2568261C2 (en) | Microwave attenuator | |
| RU2340048C1 (en) | Shf attenuator | |
| RU2314603C2 (en) | Microwave attenuator | |
| RU2367066C1 (en) | Microwave phase changer | |
| RU2556427C1 (en) | Uhf attenuator | |
| RU2311704C1 (en) | Microwave attenuator | |
| RU2461920C1 (en) | Broadband microwave attenuator with continuous control | |
| RU2401491C1 (en) | Shf attenuator with continuous control | |
| CN103178801A (en) | Variable attenuator with high-three-order intermodulation points | |
| RU2420836C1 (en) | Microwave attenuator | |
| US20100171541A1 (en) | Constant phase digital attenuator with on-chip matching circuitry | |
| RU2407115C1 (en) | Microwave attenuator with discrete variation of attenuation | |
| RU2460183C1 (en) | Microwave phase changer | |
| RU2316086C1 (en) | Microwave phase shifter | |
| RU2324265C2 (en) | Microwave attenuator | |
| Yu et al. | A DC-50 GHz SPDT switch with maximum insertion loss of 1.9 dB in a commercial 0.13-μm SOI technology | |
| RU2335832C1 (en) | Shf switch | |
| RU2447546C1 (en) | Shf attenuator | |
| RU2401488C1 (en) | Two-channel shf switch | |
| RU2435255C1 (en) | Microwave frequency attenuator |