SU1739406A1

SU1739406A1 - Microwave limiter

Info

Publication number: SU1739406A1
Application number: SU894767555A
Authority: SU
Inventors: Сергей Владимирович Красовский; Дмитрий Александрович Усанов; Владимир Григорьевич Виненко
Original assignee: Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 1992-06-07

Abstract

Использование: дл защиты приемных устройств. Сущность изобретени : в отрезок микрополосковой линии передачи на четвертьволновом рассто нии один от другого разнопол рно подключены первый и второй p-i-n-диоды, при этом второй p-i-n- диод одним из электродов соединен двум проводниками с двум металлическими площадками , расположенными по обе стороны от полоскового проводника и гальванически соединенными с металлизированным основанием . 2 ил.Use: to protect receiving devices. SUMMARY OF THE INVENTION: In a microstrip transmission line at a quarter-wavelength distance, the first and second pin diodes are oppositely connected to one another, while the second pin diode is connected to one of the electrodes by two conductors with two metal pads located on both sides of the strip conductor and galvanically connected to the metallized base. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано дл защиты приемных устройств.The invention relates to radio engineering and can be used to protect receivers.

Известны диодные ограничители, в которых p-l-n-диоды установлены с помощью стержневых держателей в пр моугольном волноводе.Diode arresters are known in which p-l-n-diodes are mounted with rod holders in a rectangular waveguide.

Такие ограничители работают в узкой полосе частот, обладают большими габаритами и весом.Such limiters operate in a narrow frequency band, have large dimensions and weight.

Известны коаксиальные квазиактивные ограничители, в которых ограничительный диод помещаетс между внешним и внутренним проводниками коаксиала.Coaxial quasi-active limiters are known, in which a limiting diode is placed between the outer and inner conductors of the coaxial.

Ограничители такого типа также характеризуютс сравнительно большими габаритами и весом.Limiters of this type are also characterized by relatively large dimensions and weight.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс СВЧ-ограничитель, содержащий микрополосковую линию передачи, в которую параллельно (между микрополоском иThe closest to the present invention is a microwave limiter containing a microstrip transmission line in which in parallel (between the microband and

металлизированным основанием) и разно- пол рно включены два гальванически соединенных p-i-n-диода и два разделительных конденсатора, расположенные на входе и выходе линии.metallized base) and variously connected two galvanically connected p – i – n diodes and two separation capacitors located at the input and output of the line.

Такие ограничители обладают малыми габаритами и весом, но характеризуетс сравнительно высоким уровнем просачивающейс мощности.Such limiters are small in size and weight, but are characterized by relatively high levels of percolating power.

Цель изобретени -уменьшение уровн просачивающейс мощности.The purpose of the invention is to reduce the level of percolation power.

Поставленна цель достигаетс тем, что в СВЧ-ограничителе, содержащем отрезок микрополосковой линии передачи, к концам полоскового проводника которого подключены разделительные конденсаторы, а между ними к полосковому проводнику на четвертьволновом рассто нии один от другого одними своими электродами разнопол рно подключены первый и второй p-i- n-диоды, при этом другой электрод перчThe goal is achieved by the fact that in a microwave limiter containing a segment of a microstrip transmission line, the separation capacitors are connected to the ends of the stripline conductor, and between them, the first and second pi- to each other to the strip conductor at quarter-wave distance n-diodes, with another electrode perch

GJ ОGj o

-N О-N About

оabout

вого p-i-n-диода гальванически соединен с металлизированным основанием, другой электрод второго p-i-n-диода соединен введенными проводниками с двум дополнительно введенными металлическими площадками, которые расположены по обе стороны от полоскового проводника и гальванически соединены с металлизированным основанием. С помощью такой конструкции ограничител достигаетс су- щественное уменьшение уровн просачивающейс мощности. Обнаруженный эффект св зан с тем, что эквивалентные схемы и импедансы диодов в совокупности с электродинамическими системами, в которых они расположены, оказываютс , несмотр на идентичность диодов, существенно различными . Следствием этого с увеличением уровн СВЧ-мощности оказываютс частично перекрывающимис области скачкообразного перехода импедансов каждого из диодов в новое состо ние при воздействии на них высокого уровн СВЧ-мощности, в результате чего резко уменьшаетс УПГШРНЬ просачивающегос СВЧ-мощности.The second p-i-n-diode is galvanically connected to the metallized base, the other electrode of the second p-i-n-diode is connected by the inserted conductors to two additionally introduced metal pads, which are located on both sides of the strip conductor and are galvanically connected to the metallized base. With this design of the limiter, a significant decrease in percolation power level is achieved. The observed effect is due to the fact that the equivalent circuits and impedances of the diodes in combination with the electrodynamic systems in which they are located, despite the identical diodes, are significantly different. As a result of increasing the microwave power level, the regions of the impedance transition of each of the diodes to the new state partially overlap when they are subjected to a high microwave power level, resulting in a sharp decrease in the microwave power.

Различие в эквивалентных схемах двух нелинейных колебательных контуров, в состав которых вход т диоды ограничител , св зано с тем, что каждый из диодов в предлагаемом устройстве находитс в существенно различной электродинамической системе. При этом диоды остаютс в услови х , когда они эффективно взаимодействуют с полем СВЧ. В частности, усилению взаимодействи СВЧ-пол с диодом, расположенным на микрополоске, способствует соединение одного из его электродов с дополнительно введенными металлическими площадками, расположенными по обе стороны от микрополоска и гальванически сое- диненными с металлизированным основанием. Этот вывод сделан в результате проведенных экспериментальных исследований .The difference in the equivalent circuits of the two non-linear oscillatory circuits, which include the diodes of the limiter, is due to the fact that each of the diodes in the proposed device is in a significantly different electrodynamic system. In this case, the diodes remain in conditions when they effectively interact with the microwave field. In particular, the amplification of the interaction of the microwave field with a diode located on the microstrip is promoted by the connection of one of its electrodes with additionally introduced metal pads located on both sides of the microstrip and galvanically connected with the metallized base. This conclusion was made as a result of experimental studies.

На фиг.1 представлена принципиальна схема ограничител ; на фиг.2 - тополо- ги включени одного из диодов в схему.Figure 1 is a schematic diagram of a limiter; Fig. 2 shows the topologies of the inclusion of one of the diodes in the circuit.

СВЧ-ограничитель содержит отрезок микрополосковой линии 1 передачи, один конец которой вл етс входом, а другой - выходом ограничител , два p-i-n-диода 2 и 3, включенные параллельно и разнопол р- но. При этом рЧ-п-диод 2 включен через входной Ci и выходной С2 конденсаторы между микрополоском 4 и металлизированным основанием линии 1 (з и Ы входна и выходна индуктивности диода 2} и p-i-n- диод 3 расположен одним электродом на микрополоске 4, и другой электрод соединен двум проводниками 5 и 6 (например, золота проволока) с металлическими площадками 7 и 8, расположенными по обе стороны от микрополоска и гальванически соединенными с металлизированным основанием линии ( и индуктивности соединительных проводников).The microwave limiter contains a segment of the microstrip transmission line 1, one end of which is the input and the other the output of the limiter, two p – i – n diodes 2 and 3 connected in parallel and in opposite directions. The RF-p-diode 2 is connected through the input Ci and output C2 capacitors between the microstrip 4 and the metallized base of line 1 (the input and output inductance of the diode 2} and pin-diode 3 are located on one electrode on the microstrip 4, and the other electrode connected by two conductors 5 and 6 (for example, gold wire) with metal pads 7 and 8, located on both sides of the microstrip and galvanically connected to the metallized base of the line (and inductance of the connecting conductors).

СВЧ-ограничитель работает следующим образом.Microwave limiter works as follows.

При уровн х входной мощности СВЧ- излучени , меньших некоторого порогового значени , диоды 2 и 3 практически не шунтируют линию 1 передачи и излучение поступает на выход ограничител практически без потерь. При мощности, превышающей пороговое значение, диоды 2 и 3 скачком переход т в состо ние, характеризуемое высокой проводимостью. В этом состо нии значительна часть мощности отражаетс от входа ограничител и на его выход просачиваетс незначительна часть подводимой к ограничителю мощности. Меньша величина просачивающейс мощности у предлагаемого , ограничител по сравнению с известными объ сн етс тем, что в характеристике образующейс нелинейной двух- контурной системы устойчивое фазовое состо ние в режиме высокого уровн мощности характеризуетс меньшими значени ми амплитуды колебаний,When the microwave power input power levels are less than a certain threshold value, diodes 2 and 3 practically do not shunt transmission line 1 and the radiation arrives at the output of the limiter with almost no loss. When the power exceeds the threshold value, the diodes 2 and 3 abruptly go into a state characterized by high conductivity. In this state, a significant part of the power is reflected from the input of the limiter and a small part of the power supplied to the power limiter is leaking onto its output. The smaller leakage power of the proposed limiting device as compared to the known ones is explained by the fact that in the characteristic of a nonlinear two-loop system that is formed, a stable phase state in the high power level mode is characterized by lower oscillation amplitude values

Реализаци предлагаемого ограничител позвол ет на частоте 1 ГГц при использовании диодов типа 2А550А-5 обеспечить уменьшение просачивающейс мощности на 23 дБ, в то врем как типичное значение этого параметра в известном ограничителе на такого же типа диодах и на той же частоте составл ет 13-16 дБ.The implementation of the proposed limiter allows at a frequency of 1 GHz using type 2A550A-5 diodes to reduce the leakage power by 23 dB, while the typical value of this parameter in a known limiter on the same type of diodes and at the same frequency is 13-16 db

Claims

The invention of the microwave limiter containing a segment of the microstrip transmission line, to the ends of the stripline conductor of which are separate coupling capacitors, and between them to the strip conductor at a quarter-wavelength distance from one another by their electrodes, the first and second RF-diodes are connected differently , while the other electrode of the first pin diode is galvanically connected to a metallized base, characterized in that, in order to reduce leakage power, another electrode of the second pin diode with Connected by inserted conductors with two additionally introduced metal pads, which are located on both sides of the strip conductor and are galvanically connected to the metallized base.

with,

FIG. 2