RU2599915C1 - Microwave attenuator - Google Patents

Microwave attenuator Download PDF

Info

Publication number
RU2599915C1
RU2599915C1 RU2015116609/28A RU2015116609A RU2599915C1 RU 2599915 C1 RU2599915 C1 RU 2599915C1 RU 2015116609/28 A RU2015116609/28 A RU 2015116609/28A RU 2015116609 A RU2015116609 A RU 2015116609A RU 2599915 C1 RU2599915 C1 RU 2599915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
symmetric
power
microwave attenuator
shaped structure
Prior art date
Application number
RU2015116609/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Павлович Разинкин
Павел Геннадьевич Богомолов
Михаил Григорьевич Рубанович
Владимир Александрович Хрусталев
Юрий Валентинович Востряков
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
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 Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Priority to RU2015116609/28A priority Critical patent/RU2599915C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599915C1 publication Critical patent/RU2599915C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices

Abstract

FIELD: radio electronics.
SUBSTANCE: invention relates to radio electronics and instrumentation and can be used for given attenuation of a high-power high-frequency signal in a wide operating frequency range. Microwave attenuator is made of N symmetrical U-shaped structures, comprising film resistors with surface area reduced N times, which are cascade-connected through identical inductance coils, where in parallel to input and output of microwave attenuator are connected capacitors, which are respectively connected to first and last symmetrical U-shaped structure through same inductance coils, and capacitance of capacitors is equal to input stray capacitance of symmetrical U-shaped structures.
EFFECT: technical result is wider operating frequency band while maintaining specified level of power of input high-frequency signal.
1 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике и может быть использовано для заданного ослабления высокочастотного сигнала большой мощности в широкой полосе рабочих частот.The invention relates to electronics and measuring equipment and can be used for a given attenuation of a high-frequency signal of high power in a wide band of operating frequencies.

Известен СВЧ аттенюатор (см. патент РФ №1434514, H01P 1/22, опубл. 30.10.1988, Бюл. №40), содержащий входной и заземляющий контакты, а также пленочный резистивный слой, на котором расположен выходной контакт. Данный СВЧ аттенюатор способен рассеивать значительную мощность входного высокочастотного сигнала, однако обладает ограниченной полосой рабочих частот из-за влияния большой паразитной емкости резистивного слоя большой ширины.Known microwave attenuator (see RF patent No. 1434514, H01P 1/22, publ. 10/30/1988, bull. No. 40), containing the input and grounding contacts, as well as a film resistive layer on which the output contact is located. This microwave attenuator is able to dissipate significant power of the input high-frequency signal, however, it has a limited operating frequency band due to the influence of the large stray capacitance of the resistive layer of large width.

Известен также СВЧ аттенюатор (см. патент РФ №2048694, Н01Р 1/22, опубл. 20.11.1995). Он содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесен проводящий экран, а на другой стороне расположен токонесущий проводник, размещенный на поглощающем слое, при этом поглощающий слой имеет вид полосы, а токонесущий проводник выполнен в форме меандра. В свою очередь токонесущий проводник имеет увеличивающиеся в направлении от его середины к концам ширину и шаг меандра, причем изменения его ширины и шага меандра осуществлены через четверть длины волны. В этом аттенюаторе реализовано хорошее качество согласования по входу и выходу, так как проводник в форме меандра выполнен с увеличивающимися шириной и шагом меандра через четверть длины волны в проводнике.A microwave attenuator is also known (see RF patent No. 2048694, Н01Р 1/22, publ. November 20, 1995). It contains a dielectric substrate, on one side of which a conductive screen is applied, and on the other side there is a current-carrying conductor located on the absorbing layer, while the absorbing layer has the form of a strip, and the current-carrying conductor is made in the form of a meander. In turn, the current-carrying conductor has a width and a pitch of the meander increasing in the direction from its middle to the ends, and changes in its width and the pitch of the meander are made through a quarter of the wavelength. This attenuator implements good input and output matching quality, as the meander-shaped conductor is made with increasing width and pitch of the meander through a quarter wavelength in the conductor.

Существенным недостатком данного СВЧ аттенюатора является малый уровень допустимой мощности входного высокочастотного сигнала, поскольку для получения согласованного режима по входу и выходу ширина поглощающего слоя должна обеспечивать характеристическое сопротивление линии передачи с диссипативными потерями, равное 50 или 75 Ом. Для такого значения волнового сопротивления ширина микрополоскового резистивного проводника не превышает 0,5-1,0 мм, что ограничивает допустимую мощность входного высокочастотного сигнала на уровне 0,5 Вт.A significant drawback of this microwave attenuator is the low level of allowable power of the input high-frequency signal, since in order to obtain a consistent mode of input and output, the width of the absorbing layer must provide a characteristic resistance of the transmission line with dissipative losses of 50 or 75 Ohms. For such a value of wave impedance, the width of the microstrip resistive conductor does not exceed 0.5-1.0 mm, which limits the allowable power of the input high-frequency signal at the level of 0.5 W.

Кроме того, известен СВЧ аттенюатор, являющийся прототипом предлагаемого изобретения и выполненный в виде симметричной П-образной структуры из пленочных резисторов (см. книгу под ред. В.И. Вольмана Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств - М.: Радио и связь, 1982, 328 с., рис. 4.42, стр. 193). Исходя из обеспечения режима согласования и получения заданного коэффициента передачи, величины пленочных резисторов определяются следующими соотношениями:In addition, the known microwave attenuator, which is the prototype of the present invention and made in the form of a symmetrical U-shaped structure of film resistors (see the book under the editorship of V.I. Volman Handbook for the calculation and design of microwave strip devices - M .: Radio and communication , 1982, 328 p., Fig. 4.42, p. 193). Based on the provision of the matching mode and obtaining a given transfer coefficient, the values of film resistors are determined by the following relationships:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

где: R1, R3 - значение сопротивления крайних пленочных резисторов симметричной П-бразной структуры;where: R1, R3 is the resistance value of the extreme film resistors of a symmetric U-shaped structure;

R2 - значение сопротивления среднего пленочного резистора симметричной П-образной структуры;R2 is the resistance value of the average film resistor of a symmetric U-shaped structure;

R - сопротивление согласованной нагрузки для СВЧ аттенюатора;R is the resistance of the matched load for the microwave attenuator;

Ku - значение коэффициента передачи аттенюатора по напряжению.K u - the value of the gain of the attenuator voltage.

Этот СВЧ аттенюатор обеспечивает требуемое значение коэффициента передачи по напряжению и достаточно высокое качество согласования. Отметим, что в согласованном режиме коэффициент передачи по мощности Kp равен квадрату коэффициента передачи по напряжению Ku, то есть

Figure 00000003
.This microwave attenuator provides the required value of the voltage transfer coefficient and a fairly high quality matching. Note that in the matched mode, the power transmission coefficient K p is equal to the square of the voltage transmission coefficient K u , i.e.
Figure 00000003
.

Недостатком прототипа является ограниченная полоса рабочих частот порядка нескольких сотен МГц. При этом, чем больше допустимая мощность входного высокочастотного сигнала, тем уже полоса рабочих частот аттенюатора. Это обусловлено применением мощных пленочных резисторов с большой площадью поверхности, у которых паразитная емкость имеет значительную величину, что обуславливает большую входную и выходную емкость симметричных П-образных структур, в результате чего ухудшается согласование в области высоких частот и соответственно сужается полоса рабочих частот.The disadvantage of the prototype is the limited operating frequency band of the order of several hundred MHz. Moreover, the greater the allowable power of the input high-frequency signal, the narrower the band of operating frequencies of the attenuator. This is due to the use of powerful film resistors with a large surface area, in which the parasitic capacitance is significant, which leads to a large input and output capacitance of symmetric U-shaped structures, as a result of which the matching in the high frequency region worsens and the operating frequency band narrows accordingly.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является расширение полосы рабочих частот при сохранении уровня допустимой мощности входного высокочастотного сигнала.The objective (technical result) of the present invention is to expand the band of operating frequencies while maintaining the level of acceptable power of the input high-frequency signal.

Поставленная задача достигается тем, что N симметричных П-образных структур, содержащих пленочные резисторы, выполнены с уменьшенной в N раз площадью поверхности и соединены каскадно через идентичные катушки индуктивности, параллельно входу и выходу СВЧ аттенюатора подключены конденсаторы, которые соединены соответственно с первой и последней симметричной П-образной структурой через такие же катушки индуктивности, при этом емкость конденсаторов равна входной паразитной емкости симметричных П-образных структур, а коэффициент передачи по мощности каждой симметричной П-образной структуры и величина индуктивности катушек индуктивности соответственно равны:The problem is achieved in that N symmetric U-shaped structures containing film resistors are made with a surface area reduced by N times and connected in cascade through identical inductor coils, capacitors are connected parallel to the input and output of the microwave attenuator, which are connected respectively to the first and last symmetric U-shaped structure through the same inductor, while the capacitance of the capacitors is equal to the input parasitic capacitance of the symmetric U-shaped structures, and the gear ratio power of each symmetrical U-shaped structure and inductance value inductors respectively:

Figure 00000004
,
Figure 00000005
,
Figure 00000004
,
Figure 00000005
,

где K(n) - коэффициент передачи по мощности симметричной П-образной структуры;where K (n) is the power transfer coefficient of the symmetric U-shaped structure;

n=1…N - текущий номер включенной каскадно симметричной П-образной структуры;n = 1 ... N is the current number of the included cascade-symmetric U-shaped structure;

Kp - коэффициент передачи по мощности широкополосного СВЧ аттенюатора;K p is the power transfer coefficient of the broadband microwave attenuator;

α1 - значение первого элемента нормированного фильтра нижних частот третьего порядка;α 1 - the value of the first element of the normalized low-pass filter of the third order;

α2 - значение второго элемента нормированного фильтра нижних частот третьего порядка;α 2 - the value of the second element of the normalized low-pass filter of the third order;

R - сопротивление согласованной нагрузки для СВЧ аттенюатора;R is the resistance of the matched load for the microwave attenuator;

С - емкость конденсаторов, подключенных параллельно входу и выходу СВЧ аттенюатора.C is the capacitance of capacitors connected in parallel to the input and output of the microwave attenuator.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого СВЧ аттенюатора. На фиг. 2 показана зависимость величины коэффициента передачи K(n) симметричной П-образной структуры в предлагаемом СВЧ аттенюаторе от текущего номера каскадного включения n для значения N=10. На фиг. 3 показаны мощности Р(n), рассеиваемые на каскадно включенных симметричных П-образных структурах в зависимости от текущего номера каскадного включения n для значения N=10, рассчитанные по выражению, приведенному в формуле изобретения (сплошная кривая) и при одинаковых значениях K(n) (пунктирная кривая).In FIG. 1 shows a diagram of the proposed microwave attenuator. In FIG. Figure 2 shows the dependence of the transfer coefficient K (n) of a symmetric U-shaped structure in the proposed microwave attenuator on the current number of cascade switching n for the value N = 10. In FIG. 3 shows the power P (n) dissipated on cascade-switched symmetric U-shaped structures depending on the current number of cascade inclusion n for a value of N = 10, calculated by the expression given in the claims (solid curve) and at the same values of K (n ) (dashed curve).

Предлагаемый СВЧ аттенюатор содержит симметричные П-образные структуры 1, 2 и 3, выполненные на пленочных резисторах с уменьшенной в N раз площадью поверхности. Симметричные П-образные структуры 1, 2, и 3 включены каскадно через катушки индуктивности 4 и 5. Параллельно входу и выходу СВЧ аттенюатора включены конденсаторы 6 и 7, которые соответственно соединены через катушку индуктивности 8 с симметричной П-образной структурой 1 и через катушку индуктивности 9 соединены с симметричной П-образной структурой 3.The proposed microwave attenuator contains symmetric U-shaped structures 1, 2 and 3, made on film resistors with a surface area reduced by N times. Symmetric U-shaped structures 1, 2, and 3 are cascaded through inductors 4 and 5. Parallel to the input and output of the microwave attenuator, capacitors 6 and 7 are connected, which are respectively connected through an inductor 8 with a symmetrical U-shaped structure 1 and through an inductor 9 are connected to a symmetric U-shaped structure 3.

Предлагаемый СВЧ аттенюатор работает следующим образом. Катушки индуктивности 4 и 5 совместно с входными паразитными емкостями симметричных П-образных структур 1, 2 и 3 образуют два фильтра нижних частот третьего порядка. Также два фильтра нижних частот третьего порядка образуют катушки индуктивности 8 и 9, конденсаторы 6, 7 и входные паразитные емкости симметричных П-образных структур 1 и 3. В соответствии с теорией фильтров значения емкостей С и индуктивностей L для фильтра нижних частот третьего порядка определяются соотношениями:The proposed microwave attenuator operates as follows. Inductors 4 and 5, together with input parasitic capacitances of symmetric U-shaped structures 1, 2 and 3, form two third-order low-pass filters. Also, two third-order low-pass filters form inductors 8 and 9, capacitors 6, 7 and input parasitic capacitances of symmetric U-shaped structures 1 and 3. In accordance with the filter theory, the values of capacitances C and inductances L for the third-order low-pass filter are determined by the relations :

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

где Δf - полоса рабочих частот фильтра нижних частот;where Δf is the operating frequency band of the low-pass filter;

R - сопротивление нагрузки для аттенюатора;R is the load resistance for the attenuator;

α1 - значение первого элемента нормированного фильтра третьего порядка;α 1 - the value of the first element of the normalized filter of the third order;

α2 - значение второго элемента нормированного фильтра третьего порядка;α 2 - the value of the second element of the normalized filter of the third order;

Учтем, что паразитная емкость С пленочных резисторов, входящих в симметричные П-образные структуры 3, 5 и 7, равна значению емкостей конденсаторов 1 и 7 и равна емкости фильтра нижних частот, определяемой формулой (1).We take into account that the parasitic capacitance C of the film resistors included in the symmetric U-shaped structures 3, 5 and 7 is equal to the value of the capacitances of the capacitors 1 and 7 and is equal to the capacitance of the low-pass filter defined by formula (1).

Из совместного решения двух уравнений (1) и (2) находим величину индуктивности и полосу рабочих частот фильтра нижних частот, которая соответствует полосе рабочих частот предлагаемого СВЧ аттенюатора:From the joint solution of the two equations (1) and (2) we find the inductance value and the operating frequency band of the low-pass filter, which corresponds to the working frequency band of the proposed microwave attenuator:

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Далее учтем, что в соответствии с формулой предлагаемого изобретения площадь поверхности пленочных резисторов, входящих в симметричные П-образные структуры, в N раз меньше, поэтому паразитная емкость пленочных резисторов также в N раз меньше, чем в прототипе. Это означает, что на основании формулы (4) у прототипа в N раз меньше полоса рабочих частот. Таким образом, полоса рабочих частот прототипа равнаFurther, we take into account that, in accordance with the formula of the invention, the surface area of the film resistors included in the symmetric U-shaped structures is N times smaller, therefore, the parasitic capacitance of the film resistors is also N times smaller than in the prototype. This means that, based on formula (4), the prototype has N times less bandwidth. Thus, the operating frequency band of the prototype is equal to

Figure 00000010
Figure 00000010

Как известно, СВЧ мощность, рассеиваемая пленочным резистором, при прочих равных условиях пропорциональна его площади. Следовательно, для сохранения уровня максимально допустимой мощности входного высокочастотного сигнала на каждой симметричной П-образной структуре должна рассеиваться одинаковая мощность, в N раз меньшая, чем в прототипе. Мощность, рассеиваемая на каскадно включенных П-образных структурах, каждая из которых согласована, рассчитывается по следующему соотношению:As you know, the microwave power dissipated by the film resistor, ceteris paribus, is proportional to its area. Therefore, in order to maintain the level of the maximum allowable power of the input high-frequency signal, the same power must be dissipated in each symmetric U-shaped structure, N times less than in the prototype. The power dissipated in cascade-connected U-shaped structures, each of which is coordinated, is calculated by the following relation:

Figure 00000011
Figure 00000011

где Р(n) - мощность, рассеиваемая на n-й симметричной П-образной структуре;where P (n) is the power dissipated on the nth symmetric U-shaped structure;

Pin(n) - мощность, подводимая к n-й симметричной П-образной структуре.P in (n) is the power supplied to the nth symmetric U-shaped structure.

Результаты расчета K(n) и Р(n) по приведенным выше соотношениям показаны на фиг. 2 и фиг. 3. Из рассмотрения графика, показанного на фиг. 3 (сплошная линия), следует, что при указанных в формуле изобретения значениях коэффициента передачи по мощности симметричных П-образных структур K(n), включенных каскадно, рассеиваемые мощности Р(n) оказываются одинаковыми, то естьThe results of calculating K (n) and P (n) from the above ratios are shown in FIG. 2 and FIG. 3. From a consideration of the graph shown in FIG. 3 (solid line), it follows that for the values of the transmission coefficient of power of symmetric U-shaped structures K (n) included in cascade specified in the claims, the dissipated powers of P (n) turn out to be the same, i.e.

Figure 00000012
Figure 00000012

где Р - допустимая мощность входного высокочастотного сигнала.where P is the allowable power of the input high-frequency signal.

Для сравнения на фиг. 3 приведен график рассеиваемых мощностей (пунктирная линия) при одинаковых значениях коэффициентов передачи симметричных П-образных структур

Figure 00000013
, что обычно используется на практике. Анализ этого графика показывает, что в этом случае на первых каскадах аттенюатора будет рассеиваться повышенная мощность. В связи с этим первые, более мощные, каскады будут иметь большую площадь и меньшую полосу рабочих частот. Следовательно, выбор коэффициентов передачи K(n) в соответствии с формулой изобретения обеспечивает существенное расширение полосы рабочих частот.For comparison, in FIG. Figure 3 shows a graph of power dissipation (dashed line) for identical transmission coefficients of symmetric U-shaped structures
Figure 00000013
that is commonly used in practice. An analysis of this graph shows that in this case, increased power will be dissipated in the first stages of the attenuator. In this regard, the first, more powerful, cascades will have a larger area and a smaller band of operating frequencies. Therefore, the selection of transmission coefficients K (n) in accordance with the claims provides a significant expansion of the operating frequency band.

Далее формулу (1), описывающую паразитные емкости пленочных резисторов, входящих в симметричные П-образные структуры предлагаемого устройства, преобразуем следующим образомNext, the formula (1), which describes the stray capacitance of the film resistors included in the symmetric U-shaped structures of the proposed device, we transform as follows

Figure 00000014
Figure 00000014

Поскольку рассеиваемые мощности пропорциональны емкости пленочных резисторов Р(n)=С, из соотношений (7) и (8) следуют два очевидных равенства:Since the power dissipation is proportional to the capacitance of the film resistors P (n) = C, two obvious equalities follow from relations (7) and (8):

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Из сопоставления формул (9) и (10) следует вывод, что при каскадном соединении симметричных П-образных структур за счет уменьшения рассеиваемой мощности на каждом каскаде в N раз полоса рабочих частот Δf соответственно в N раз расширяется по сравнению с полосой рабочих частот прототипа при сохранении допустимого уровня мощности входного высокочастотного сигнала Р.From a comparison of formulas (9) and (10), it follows that when a symmetric U-shaped structure is connected in cascade by reducing the power dissipation in each cascade by N times, the operating frequency band Δf, respectively, expands N times compared to the operating frequency band of the prototype maintaining the acceptable power level of the input high-frequency signal R.

Рассмотрим в качестве примера часто используемое значение Kp=0,25 (вносимое затухание 6 дБ) и зададимся числом каскадов N=2.Consider, as an example, the often used value K p = 0.25 (insertion attenuation 6 dB) and set the number of stages N = 2.

При одинаковых значениях коэффициентов передачи по мощности K(1)=K(2)=0,5 двух симметричных П-образных структур (N=2) и входной мощности высокочастотного сигнала 100 Вт рассеиваемые мощности равны: Р(1)=50 Вт; Р(2)=25 Вт. Мощность на выходе аттенюатора равна 100·0,52=100-50-25=25 Вт. Если коэффициенты передачи по мощности выбрать в соответствии с выражением, приведенным в формуле изобретения, то получим: K(1)=0,625; K(2)=0,4. При этом рассеиваемые на каждом каскаде мощности равны: Р(1)=100·(1-0,625)=37,5 Вт; Р(1)=(100-37,5)·(1-0,4)=37,5 Вт. В рассмотренном случае выигрыш по полосе рабочих частот при выборе коэффициентов передачи K(n), соответствующих формуле изобретения по отношению к случаю K(1)-K(2)=0,5, составляет 50/37,5=1,33. При этом по сравнению с прототипом выигрыш в полосе рабочих частот равен числу каскадов N=2. Из приведенных расчетов также следует, что равенство рассеиваемых мощностей на каждом каскаде обеспечивает сохранение допустимого уровня мощности входного высокочастотного сигнала.With the same values of the transmission coefficients for power K (1) = K (2) = 0.5 of two symmetric U-shaped structures (N = 2) and the input power of the high-frequency signal 100 W, the power dissipation is equal to: P (1) = 50 W; P (2) = 25 watts. The power at the output of the attenuator is 100 · 0.5 2 = 100-50-25 = 25 watts. If the transmission coefficients for power are selected in accordance with the expression given in the claims, then we obtain: K (1) = 0.625; K (2) = 0.4. Moreover, the power dissipated at each stage is equal to: P (1) = 100 · (1-0.625) = 37.5 W; P (1) = (100-37.5) · (1-0.4) = 37.5 W. In the case considered, the gain in the working frequency band when choosing the transmission coefficients K (n) corresponding to the claims in relation to the case K (1) -K (2) = 0.5 is 50 / 37.5 = 1.33. Moreover, in comparison with the prototype, the gain in the operating frequency band is equal to the number of cascades N = 2. From the above calculations it also follows that the equality of power dissipation at each stage ensures the preservation of the acceptable power level of the input high-frequency signal.

Численные значения коэффициентов передачи K(n) для аттенюатора с результирующим коэффициентом передачи Kp=0,1 для различных значений N, рассчитанные по соотношению, приведенному в формуле изобретения, представлены в таблице 1.The numerical values of the transfer coefficients K (n) for the attenuator with the resulting transfer coefficient K p = 0.1 for various values of N, calculated by the ratio given in the claims, are presented in table 1.

Figure 00000017
Figure 00000017

Высокое качество согласования в широкой полосе частот в предлагаемом устройстве обеспечивается за счет введения катушек индуктивности L 2, 4, 6 и 8, которые входят в состав фильтров нижних частот, что обеспечивает согласование и компенсацию влияния входных паразитных емкостей симметричных П-образных структур. Отметим, что в качестве катушек индуктивностей L 2, 4, 6 и 8 в дециметровом диапазоне длин волн конструктивно могут быть применены короткие отрезки микрополосковых линий передачи с высоким волновым сопротивлением.High quality matching in a wide frequency band in the proposed device is ensured by introducing inductors L 2, 4, 6 and 8, which are part of the low-pass filters, which ensures matching and compensation of the input parasitic capacitance of symmetric U-shaped structures. Note that as the inductors L 2, 4, 6 and 8 in the decimeter wavelength range, short segments of microstrip transmission lines with high wave resistance can be used constructively.

Поскольку идеальной согласующей цепью в соответствии с теорией широкополосного согласования Боде-Фано является фильтровая структура (см. книгу Маттей Д.Л. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. / Д.Л. Маттей, Л. Янг, Е.М.Т. Джонс // Перевод с английского под общ. ред. Л.В. Алексеева, Ф.В. Кушнира, М.: Связь, 1971, Том 1, С. 438, на стр. 16-19), в данном устройстве полоса рабочих частот близка к теоретическому пределу.Since the ideal matching circuit in accordance with the Bode-Fano theory of broadband matching is the filter structure (see the book Mattey D.L. Microwave Filters, Matching and Communication Circuits. / D.L. Mattei, L. Young, E.M. Jones // Translation from English under the general editorship of L.V. Alekseev, F.V. Kushnir, Moscow: Communication, 1971, Volume 1, P. 438, p. 16-19), in this device, a strip operating frequencies close to the theoretical limit.

Таким образом, предложенное устройство позволяет существенно (в N раз) расширить полосу рабочих частот при сохранении допустимого уровня входного высокочастотного сигнала.Thus, the proposed device allows you to significantly (N times) to expand the band of operating frequencies while maintaining an acceptable level of the input high-frequency signal.

Claims (1)

СВЧ аттенюатор, выполненный в виде симметричной П-образной структуры из пленочных резисторов с площадью поверхности, обеспечивающей рассеивание заданной мощности входного высокочастотного сигнала, отличающийся тем, что N симметричных П-образных структур, содержащих пленочные резисторы выполнены с уменьшенной в N раз площадью поверхности и соединены каскадно через идентичные катушки индуктивности, параллельно входу и выходу СВЧ аттенюатора подключены конденсаторы, которые соединены соответственно с первой и последней симметричной П-образной структурой через такие же катушки индуктивности, при этом емкость конденсаторов равна входной паразитной емкости симметричных П-образных структур, а коэффициент передачи по мощности каждой симметричной П-образной структуры и величина индуктивности катушек индуктивности соответственно равны:
Figure 00000018

где K(n) - коэффициент передачи по мощности симметричной П-образной структуры;
n=1…N - текущий номер включенной каскадно симметричной П-образной структуры;
Kp коэффициент передачи по мощности широкополосного СВЧ аттенюатора;
α1 - значение первого элемента нормированного фильтра нижних частот третьего порядка;
α2 - значение второго элемента нормированного фильтра нижних частот третьего порядка;
R - сопротивление согласованной нагрузки для широкополосного СВЧ аттенюатора;
C - емкость конденсаторов, подключенных параллельно входу и выходу СВЧ аттенюатора. Microwave attenuator made in the form of a symmetric U-shaped structure of film resistors with a surface area that provides the dispersion of a given power of the input high-frequency signal, characterized in that N symmetrical U-shaped structures containing film resistors are made with a surface area reduced by a factor of N and connected cascade through identical inductor coils, parallel to the input and output of the microwave attenuator are connected capacitors that are connected respectively to the first and last symmetrical P- shaped structure through the same inductance coils, while the capacitance of the capacitors is equal to the input parasitic capacitance of the symmetric U-shaped structures, and the power transfer coefficient of each symmetrical U-shaped structure and the inductance of the inductance coils are respectively equal:
Figure 00000018

where K (n) is the power transfer coefficient of the symmetric U-shaped structure;
n = 1 ... N is the current number of the included cascade-symmetric U-shaped structure;
K p transmission coefficient for the power of the broadband microwave attenuator;
α 1 - the value of the first element of the normalized low-pass filter of the third order;
α 2 - the value of the second element of the normalized low-pass filter of the third order;
R is the resistance of the matched load for a broadband microwave attenuator;
C is the capacitance of capacitors connected in parallel to the input and output of the microwave attenuator.
RU2015116609/28A 2015-04-29 2015-04-29 Microwave attenuator RU2599915C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015116609/28A RU2599915C1 (en) 2015-04-29 2015-04-29 Microwave attenuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015116609/28A RU2599915C1 (en) 2015-04-29 2015-04-29 Microwave attenuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599915C1 true RU2599915C1 (en) 2016-10-20

Family

ID=57138580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015116609/28A RU2599915C1 (en) 2015-04-29 2015-04-29 Microwave attenuator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599915C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743940C1 (en) * 2020-05-26 2021-03-01 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Fixed attenuator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1434514A1 (en) * 1987-04-07 1988-10-30 Предприятие П/Я В-8082 Microstrip attenuator
RU2048694C1 (en) * 1992-10-19 1995-11-20 Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева Microstrip attenuator
US5502421A (en) * 1994-07-27 1996-03-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Variable attenuation microwave attenuator
RU2461920C1 (en) * 2011-08-03 2012-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Broadband microwave attenuator with continuous control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1434514A1 (en) * 1987-04-07 1988-10-30 Предприятие П/Я В-8082 Microstrip attenuator
RU2048694C1 (en) * 1992-10-19 1995-11-20 Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева Microstrip attenuator
US5502421A (en) * 1994-07-27 1996-03-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Variable attenuation microwave attenuator
RU2461920C1 (en) * 2011-08-03 2012-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Broadband microwave attenuator with continuous control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743940C1 (en) * 2020-05-26 2021-03-01 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Fixed attenuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102324599B (en) Balanced type radio frequency voltage tunable bandpass filter with constant absolute bandwidth
Chien et al. Novel wideband absorptive bandstop filters with good selectivity
Ahn Modified asymmetric impedance transformers (MCCTs and MCVTs) and their application to impedance-transforming three-port 3-dB power dividers
KR101629700B1 (en) Negative Group Delay Filters
Zakharov et al. Coupling coefficient of quarter-wave resonators as a function of parameters of comb stripline filters
RU2599915C1 (en) Microwave attenuator
Chieh et al. A fully tunable C-band reflectionless bandstop filter using L-resonators
RU2542877C2 (en) Microwave attenuator
Chaudhary et al. A design of reconfigurable negative group delay circuit without external resonators
Rubanovich et al. The microwave attenuator
Maassen et al. Design and comparison of various coupled line Tx-filters for a Ku-band block upconverter
Morales-Hernández et al. Cover-ended resonators to increase corona discharge thresholds in microstrip bandpass filters
Bhagavatula et al. A compact 24–54 GHz CMOS band-pass distributed amplifier for high fractional bandwidth signal amplification
Zakaria et al. Integrated suspended stripline structure (SSS) with J-shape defected stripline structure (DSS) To Remove Undesired Signals In Wideband Applications
Kim Ultra-wideband bias-tee design using distributed network synthesis
Madhan et al. Design and Fabrication of Transmission line based Wideband band pass filter
RU2786505C1 (en) Microwave attenuator
Letavin et al. Usage of lowpass filters for miniaturization of microstrip branch-line hybrid couplers
Boutejdar et al. A novel high-performance dms/dgs low-pass filter for radar applications
RU2743940C1 (en) Fixed attenuator
KR101509846B1 (en) Microwave oscillator using symmetric meander spurline resonator
Zaradny On the Novel Approach to Parallel Coupled-Line Bandpass Filters that Have Diverse Wavelenght Impedance Scaling I/O Transformers
RU2805010C1 (en) High-frequency signals divider
CN114824721B (en) Ultra-wideband miniaturized power divider
Taghvaei et al. design and fabrication of adjustable reflectionless microstrip diplexer for L-band

Legal Events

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

Effective date: 20180430