RU2653088C1 - Waveguide switch - Google Patents
Waveguide switch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653088C1 RU2653088C1 RU2017107410A RU2017107410A RU2653088C1 RU 2653088 C1 RU2653088 C1 RU 2653088C1 RU 2017107410 A RU2017107410 A RU 2017107410A RU 2017107410 A RU2017107410 A RU 2017107410A RU 2653088 C1 RU2653088 C1 RU 2653088C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diaphragm
- conductor
- waveguide
- rectangular waveguide
- foil layer
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
- H01P1/15—Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в коммутаторах, фазовращателях, аттенюаторах и других управляющих устройствах СВЧ.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in switches, phase shifters, attenuators and other microwave control devices.
Известен волноводный выключатель, содержащий размещенную в поперечном сечении волновода резонансную решетку, выполненную на диафрагме из n щелей с установленными в каждом из них p-i-n диодами, включенными между собой параллельно по СВЧ току (Патент на полезную модель РФ №56721, Н01Р 1/15, 2005 г.).A known waveguide switch containing a resonant grating located in the cross section of the waveguide is made on a diaphragm of n slots with pin diodes installed in each of them, connected to each other in parallel by microwave current (Utility Model Patent of the Russian Federation No. 56721, Н01Р 1/15, 2005 g.).
Недостатком приводимого технического решения являются:The disadvantage of the technical solutions are:
- конструктивно-технологическая сложность изготовления, связанная с требованием механической обработки резонансной решетки;- structural and technological complexity of manufacturing associated with the requirement of machining the resonant grating;
- сложность установки диодов, связанная с необходимостью их ручной установки.- the difficulty of installing diodes associated with the need for their manual installation.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является волноводный выключатель, содержащий отрезок прямоугольного волновода, в поперечном сечении которого установлена металлическая диафрагма с щелью, в которую установлены p-i-n диоды (Вайсблат А.В. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. - М.: Радио и связь, 1987, стр. 50).Closest to the claimed technical solution is a waveguide switch containing a segment of a rectangular waveguide, in the cross section of which there is a metal diaphragm with a slot in which pin diodes are installed (Vaysblat A.V. Microwave Switching Devices on Semiconductor Diodes. - M .: Radio and communication , 1987, p. 50).
Недостатком прототипа является конструкторско-технологическая сложность изготовления резонансной решетки:The disadvantage of the prototype is the design and technological complexity of manufacturing a resonant grating:
- конструктивно-технологическая сложность изготовления, связанная с требованием прецизионной механической обработки металлической щелевой диафрагмы;- structural and technological complexity of manufacturing associated with the requirement of precision machining of a metal slotted diaphragm;
- сложность установки p-i-n диодов, связанная с необходимостью их ручной установки;- the difficulty of installing p-i-n diodes associated with the need for their manual installation;
- сложность монтажа, связанная с необходимостью использования объемного монтажа тонкого провода и перемычки;- the complexity of installation associated with the need to use volumetric installation of thin wires and jumpers;
- малая пригодность для крупного серийного производства;- low suitability for large-scale serial production;
- высокая стоимость, связанная с высокой трудоемкостью изготовления.- high cost associated with the high complexity of manufacturing.
Перед авторами стояла задача создания волноводного выключателя, лишенного перечисленных недостатков.The authors were faced with the task of creating a waveguide switch, devoid of the above disadvantages.
Задача решена за счет того, что диафрагма, размещенная в поперечном сечении прямоугольного волновода, выполнена на основе двухстороннего фольгированного диэлектрика, в первом слое фольги которого реализованы n щелей, параллельных широкой стенке прямоугольного волновода, где n=1, 2…, а во втором слое фольги реализованы земляной проводник, связанный с первым слоем фольги с помощью металлизированных переходных отверстий, расположенных по контуру прямоугольного волновода, а также сигнальный проводник, состоящий из центральной области и тонкого печатного проводника, выходящего из прямоугольного волновода через отверстие, расположенное в одной из его узких стенок, причем земляной проводник и сигнальный проводник расположены напротив фольгированных участков первого слоя фольги, первый слой фольги и земляной проводник электрически соединены с прямоугольным волноводом, а область диафрагмы в зоне центральной области сигнального проводника образует фильтр нижних частот, при этом на диафрагме со стороны второго слоя фольги напротив каждой щели установлен, по крайней мере, один ключ, один из выводов которого электрически соединен с земляным проводником, а другой вывод электрически соединен с центральной областью сигнального проводника.The problem is solved due to the fact that the diaphragm located in the cross section of a rectangular waveguide is made on the basis of a double-sided foil insulator, in the first foil layer of which there are n slots parallel to the wide wall of the rectangular waveguide, where n = 1, 2 ..., and in the second layer the foil is implemented an earth conductor connected to the first layer of foil using metallized vias located along the contour of a rectangular waveguide, as well as a signal conductor consisting of a central region and a tone of a printed conductor leaving the rectangular waveguide through an opening located in one of its narrow walls, wherein the earth conductor and the signal conductor are opposite the foil portions of the first foil layer, the first foil layer and the earth conductor are electrically connected to the rectangular waveguide, and the diaphragm region in the zone at the central region of the signal conductor forms a low-pass filter, at least one of the foil opposite each slot is installed on the diaphragm from the side of the second foil layer a key, one of the terminals of which is electrically connected to the earth conductor, and the other terminal is electrically connected to the central region of the signal conductor.
Ключ выполнен в виде одного p-i-n диода.The key is made in the form of a single p-i-n diode.
Ключ выполнен в виде нескольких последовательно соединенных p-i-n диодов.The key is made in the form of several series-connected p-i-n diodes.
В сигнальный проводник введен дополнительный тонкий печатный проводник, выходящий из прямоугольного волновода через отверстие, расположенное в другой его узкой стенке.An additional thin printed conductor is inserted into the signal conductor, emerging from the rectangular waveguide through an opening located in its other narrow wall.
Ключ установлен на диафрагму при помощи пайки.The key is mounted on the diaphragm by soldering.
Ключ установлен на диафрагму при помощи сварки.The key is mounted on the diaphragm by welding.
Ключ установлен на диафрагму при помощи токопроводящего клея.The key is mounted on the diaphragm using conductive glue.
Заявляемый волноводный выключатель обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.The inventive waveguide switch has a set of essential features not known from the prior art for products of this purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the invention.
Заявляемый волноводный выключатель, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.The inventive waveguide switch, according to the applicant and the authors, meets the criterion of "inventive step", because for specialists, it does not explicitly follow from the prior art, i.e. not known from available sources of scientific, technical and patent information at the filing date.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется на примере двухщелевого волноводного выключателя с двумя ключами, выполненными в виде p-i-n диодов, при помощи чертежей, гдеThe essence of the invention is illustrated by the example of a double-slot waveguide switch with two keys, made in the form of p-i-n diodes, using the drawings, where
- на фиг. 1 - топология второго слоя фольги диафрагмы, с установленными ключами, в качестве которых используются p-i-n диоды;- in FIG. 1 - topology of the second layer of the foil of the diaphragm, with the keys installed, which are used p-i-n diodes;
- на фиг. 2 и на фиг. 3 представлена конструкция волноводного выключателя со стороны первого и второго слоев фольги соответственно.- in FIG. 2 and in FIG. 3 shows the design of the waveguide switch on the side of the first and second foil layers, respectively.
Волноводный выключатель состоит из прямоугольного волновода 1, в поперечном сечении которого размещена диафрагма 2. Диафрагма 2 выполнена на основе двухстороннего фольгированного диэлектрика, в первом слое фольги которого реализованы две щели 3, параллельные широким стенкам прямоугольного волновода 1, а во втором слое фольги реализованы земляной проводник 4, связанный с первым слоем фольги с помощью металлизированных отверстий 5, расположенных по контуру прямоугольного волновода 1, а также сигнальный проводник, состоящий из центральной области 6, тонкого печатного проводника 7, выходящего из прямоугольного волновода 1 через отверстие 8, расположенное в одной из его узких стенок, и дополнительного тонкого печатного проводника 9, выходящего из прямоугольного волновода 1 через отверстие, расположенное в другой его узкой стенке. Земляной проводник 4 и сигнальный проводник расположены напротив фольгированных участков первого слоя фольги. Первый слой фольги и земляной проводник 4 электрически соединены с прямоугольным волноводом 1, например, путем установки диафрагмы 2 между фланцами. Область диафрагмы 2 в зоне центральной области 6 сигнального проводника образует фильтр нижних частот. На диафрагме 2 со стороны второго слоя фольги напротив каждой щели 3 установлены два параллельно соединенных ключа 10, каждый из которых выполнен в виде одного p-i-n диода, один из выводов каждого из ключей электрически соединен с земляным проводником 4, а другой вывод каждого из ключей электрически соединен с центральной областью 6 сигнального проводника.The waveguide switch consists of a
При изготовлении волноводного выключателя существует возможность установки ключа 10 на диафрагму 2 при помощи пайки, сварки или токопроводящего клея.In the manufacture of the waveguide switch, it is possible to install the key 10 on the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Через тонкий печатный проводник 7 или дополнительный проводник 9 сигнального проводника подается ток, открывающий ключи 10, в результате чего волноводный выключатель закрывается, и распространяющаяся по прямоугольному волноводу 1 электромагнитная волна отражается от диафрагмы 2. При отсутствии тока волноводный выключатель открывается, и электромагнитная волна распространяется через диафрагму 2 по прямоугольному волноводу с минимальными прямыми потерями.A current is opened through a thin printed
Таким образом, техническим результатом заявляемого волноводного выключателя является упрощение конструкции при одновременном сохранении технических характеристик по сравнению с имеющимися аналогами, в том числе и с прототипом, благодаря выполнению диафрагмы 2 на основе двухстороннего фольгированного диэлектрика, что позволило исключить из технологического процесса операции прецизионной механической обработки, заменив их широко распространенными технологиями, используемыми при изготовлении печатных плат, упростить установку и монтаж ключей 10 за счет применения автоматического оборудования, исключающего ручной труд, делая волноводный выключатель пригодным для крупносерийного производства, и уменьшить стоимость волноводного выключателя за счет уменьшения трудоемкости его изготовления.Thus, the technical result of the inventive waveguide switch is to simplify the design while maintaining technical characteristics compared to existing analogues, including the prototype, due to the implementation of the
Для подтверждения правильности выбранного технического решения на предприятии были изготовлены опытные образцы волноводного выключателя Ka диапазона, у которых в полосе рабочих частот не менее 10% величина прямых потерь не более 0,3 дБ и величина обратных потерь не менее 20 дБ.To confirm the correctness of the chosen technical solution, the company produced prototypes of the Ka waveguide circuit breaker, in which in the operating frequency band of at least 10% the direct loss is not more than 0.3 dB and the return loss is not less than 20 dB.
На основании произведенных испытаний можно сделать вывод, что волноводный выключатель по своим электрическим характеристикам не уступает аналогам, но при этом имеет преимущество в конструктивно-технологическом исполнении, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию «промышленная применимость» для изобретения.Based on the tests, we can conclude that the waveguide switch in its electrical characteristics is not inferior to analogues, but at the same time it has an advantage in the structural and technological design, which confirms the compliance of the proposed solution with the criterion of "industrial applicability" for the invention.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017107410A RU2653088C1 (en) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Waveguide switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017107410A RU2653088C1 (en) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Waveguide switch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2653088C1 true RU2653088C1 (en) | 2018-05-07 |
Family
ID=62105624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017107410A RU2653088C1 (en) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Waveguide switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2653088C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111584982A (en) * | 2020-05-08 | 2020-08-25 | 中国船舶工业集团公司第七〇八研究所 | Waveguide limiter |
RU214675U1 (en) * | 2022-08-25 | 2022-11-09 | Акционерное общество "Северный пресс" | waveguide switch |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4028650A (en) * | 1972-05-23 | 1977-06-07 | Nippon Hoso Kyokai | Microwave circuits constructed inside a waveguide |
DE3319573A1 (en) * | 1983-05-30 | 1984-12-06 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | PIN-diode switch for millimetric waves |
US4575701A (en) * | 1983-05-27 | 1986-03-11 | The Marconi Company Ltd. | Microwave switch |
US4642584A (en) * | 1984-02-24 | 1987-02-10 | Thomson-Csf | Slot-line switching and limiting device for operation at microwave frequencies |
SU1596406A1 (en) * | 1988-08-22 | 1990-09-30 | Предприятие П/Я А-1845 | Switch |
US5055805A (en) * | 1989-10-02 | 1991-10-08 | Rockwell International Corporation | High speed polarization switch array for selecting a particular orthogonal polarization |
SU1774401A1 (en) * | 1990-03-21 | 1992-11-07 | Osoboe K B Pri Saratovskom Z T | Switch |
SU1775761A1 (en) * | 1990-04-09 | 1992-11-15 | Vnii Altair | Phase shifter |
RU2121736C1 (en) * | 1995-08-01 | 1998-11-10 | Григорий Исаакович Глуховский | Directional coupler of shf power |
RU56721U1 (en) * | 2005-07-21 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | WAVE SWITCH |
RU86354U1 (en) * | 2009-04-13 | 2009-08-27 | Закрытое акционерное общество "Светлана-Электронприбор" | WAVEGUIDE SEMICONDUCTOR PASSIVE POWER LIMITER TO PROTECT LOW-MOUNTING AMPLIFIERS |
-
2017
- 2017-03-06 RU RU2017107410A patent/RU2653088C1/en active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4028650A (en) * | 1972-05-23 | 1977-06-07 | Nippon Hoso Kyokai | Microwave circuits constructed inside a waveguide |
US4575701A (en) * | 1983-05-27 | 1986-03-11 | The Marconi Company Ltd. | Microwave switch |
DE3319573A1 (en) * | 1983-05-30 | 1984-12-06 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | PIN-diode switch for millimetric waves |
US4642584A (en) * | 1984-02-24 | 1987-02-10 | Thomson-Csf | Slot-line switching and limiting device for operation at microwave frequencies |
SU1596406A1 (en) * | 1988-08-22 | 1990-09-30 | Предприятие П/Я А-1845 | Switch |
US5055805A (en) * | 1989-10-02 | 1991-10-08 | Rockwell International Corporation | High speed polarization switch array for selecting a particular orthogonal polarization |
SU1774401A1 (en) * | 1990-03-21 | 1992-11-07 | Osoboe K B Pri Saratovskom Z T | Switch |
SU1775761A1 (en) * | 1990-04-09 | 1992-11-15 | Vnii Altair | Phase shifter |
RU2121736C1 (en) * | 1995-08-01 | 1998-11-10 | Григорий Исаакович Глуховский | Directional coupler of shf power |
RU56721U1 (en) * | 2005-07-21 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | WAVE SWITCH |
RU86354U1 (en) * | 2009-04-13 | 2009-08-27 | Закрытое акционерное общество "Светлана-Электронприбор" | WAVEGUIDE SEMICONDUCTOR PASSIVE POWER LIMITER TO PROTECT LOW-MOUNTING AMPLIFIERS |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111584982A (en) * | 2020-05-08 | 2020-08-25 | 中国船舶工业集团公司第七〇八研究所 | Waveguide limiter |
RU214675U1 (en) * | 2022-08-25 | 2022-11-09 | Акционерное общество "Северный пресс" | waveguide switch |
RU2797265C1 (en) * | 2022-12-09 | 2023-06-01 | Акционерное общество "Северный пресс" | Waveguide switch |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3109942B1 (en) | Array antenna | |
Pucci et al. | Planar dual-mode horn array with corporate-feed network in inverted microstrip gap waveguide | |
EP2979321B1 (en) | A transition between a siw and a waveguide interface | |
CN101772859B (en) | Waveguide connection structure | |
CN109792109B (en) | Antenna element | |
CN113454848A (en) | Antenna array based on one or more metamaterial structures | |
US7855623B2 (en) | Low loss RF transmission lines having a reference conductor with a recess portion opposite a signal conductor | |
Diedhiou et al. | Microfluidically tunable microstrip filters | |
KR101445576B1 (en) | Reconfigurable frequency selective surface using mushroom structure | |
RU2673059C2 (en) | Antenna array feeding structure having circuit boards connected by at least one solderable pin | |
RU2653088C1 (en) | Waveguide switch | |
GB1212626A (en) | Electrical interconnection means and method of fabrication thereof | |
CN113381153B (en) | Slow-wave slot line transmission line | |
Stefanovski et al. | A novel compact dual-band bandpass waveguide filter | |
Astuti et al. | Substrate integrated waveguide bandpass filter for VSAT downlink | |
Kildal | Gap waveguides and PMC packaging: Octave bandwidth mm-and submm-wave applications of soft & hard surfaces, EBGs and AMCs | |
CN102394326A (en) | Dielectric device | |
CN115275622A (en) | Slotted gap waveguide antenna and preparation method thereof | |
RU2619363C1 (en) | Band-pass microwave filter | |
RU2653093C1 (en) | Phase shifter | |
Gerafentis et al. | Design of tunable millimetre-wave pass-band FSS unit-cell loaded with GaAs air-bridged Schottky diodes | |
Schorer et al. | Design of a surface mounted waveguide filter in substrate integrated waveguide technology | |
Hsu et al. | A planar X-band electromagnetic band-gap (EBG) 3-pole filter | |
JPH03270501A (en) | Dielectric filter | |
KR101838592B1 (en) | Circulator with lamination layers of multiple substrates |