УПРАВЛЯЕМЫЙ СТУПЕНЧАТЫЙ АТТЕНЮАТОР
CONTROLLED STEPPED ATTENUATOR

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к управляемым ступенчатым аттенюаторам, предназначенным для изменения коэффициента передачи СВЧ-сигнала.
Известен аттенюатор [1], состоящий из передающей линии с минимальными потерями пропускания («прямой» путь) и передающей линии с заданным фиксированным ослаблением («обходной» путь). «Прямой» путь содержит отрезок линии, подключаемый к передающей линии с помощью пары диодов, соединенных одноименными электродами. «Обходной» путь содержит резистивный блок. Одно плечо резистивного блока заземлено по СВЧ, два других подключены к передающей линии с помощью пары диодов, соединенных одноименными электродами и в обратной полярности к первой паре диодов.
Ступенчатое изменение коэффициента передачи СВЧ-сигнала достигается попеременным подключением к входу и выходу устройства «прямого» или «обходного» пути.
Недостатками таких устройств являются:
- дополнительные потери в диодах, подключающих «прямой» путь;
- недостаточная развязка по «прямому» пути из-за собственных емкостей диодов.
Наиболее близким к изобретению (прототипом) является управляемый ступенчатый аттенюатор [2], вход и выход которого образованы параллельным соединением двух отрезков линии передачи, один из которых выполнен в виде трех последовательно соединенных четвертьволновых отрезков линии, шунтированных по СВЧ в точках соединения диодами, включенными по постоянному току в одной полярности на расстоянии четверти длины волны по отношению в входу и выходу, второй отрезок линии передачи содержит блок ослабления сигнала, включенный на одинаковом расстоянии от входа и выхода и шунтирован по СВЧ диодами, включенными по постоянному току в одной полярности, на расстоянии четверти длины волны от входа и выхода, причем к свободным электродам всех диодов подключены четвертьволновые отрезки линии.
По сравнению с [1] управляемый ступенчатый аттенюатор [2] имеет пониженные потери пропускания и высокую развязку между входом и выходом по «прямому» пути и одинаковую ФЧХ в «прямом» и «обходном» пути.
Недостатком устройства является необходимость подавать два различных сигнала управления на диоды «прямого» и «обходного» пути.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, выражается в возможности управления аттенюатором одним сигналом управления, приходящим одновременно на все диоды, при сохранении низких потерь пропускания и одинаковой ФЧХ в «прямом» и «обходном» пути.
Указанный технический результат достигается тем, что управляемый ступенчатый аттенюатор, вход и выход которого образованы параллельным соединением двух отрезков линии передачи, один из которых выполнен в виде трех последовательно соединенных четвертьволновых отрезков линии, шунтированных в точках соединения диодами, включенными по постоянному току в одной полярности на расстоянии четверти длины волны по отношению к входу и выходу, к свободным электродам которых подключены четвертьволновые отрезки линии, второй отрезок линии передачи содержит блок ослабления сигнала, включенный на одинаковом расстоянии от входа и выхода. Второй отрезок линии передачи шунтирован диодами, включенными в одной полярности, на расстоянии четверти длины волны от входа и выхода через четвертьволновые отрезки линии, причем свободные электроды диодов, шунтирующих второй отрезок заземлены, при этом все диоды аттенюатора включены по постоянному току в одной полярности.
Причинно-следственные связи признаков изобретения с техническим результатом выражаются в следующем: включение диодов, шунтирующих второй отрезок на расстоянии четверти длины волны от входа и выхода через четвертьволновые отрезки линии и заземление свободных электродов этих диодов позволяет включить все диоды аттенюатора по постоянному току в одной полярности, что в свою очередь позволяет осуществлять управление аттенюатором одним сигналом управления. Возможность управления аттенюатором одним сигналом позволяет упростить схему управления и улучшить его массогабаритные показатели.
Изобретение поясняется чертежом
На фиг.1 представлена схема предлагаемого управляемого ступенчатого аттенюатора, где:
вход аттенюатора 1;
выход аттенюатора 2;
первый отрезок линии передачи, выполненный в виде трех последовательно включенных четвертьволновых отрезков линии передачи 3;
диоды 4, шунтирующие первый отрезок линии передачи по СВЧ, включенные по постоянному току в одной полярности;
второй отрезок линии передачи 5;
блок ослабления сигнала 6, включенный на одинаковом расстоянии от входа 1 и выхода 2;
диоды 7, шунтирующие по СВЧ второй отрезок линии передачи 5, включенные на расстоянии четверти длины волны от входа 1 и выхода 2;
четвертьволновые отрезки линии передачи 8, подключенные к свободным электродам диодов 4 и 7;
четвертьволновые отрезки линии передачи 9, через которые диоды 7 шунтируют отрезок линии передачи 5.
Предлагаемый управляемый ступенчатый аттенюатор работает следующим образом.
В режиме «пропускание» питание подается на диоды 7, при этом диоды 4 закрыты и не вносят дополнительных потерь в первый отрезок линии передачи 3, а диоды 7 открыты и четвертьволновые отрезки линии 9 создают режим холостого хода для второго отрезка линии передачи 5 на входе 1 и выходе 2, сигнал проходит от входа 1 к выходу 2 по первому отрезку линии передачи 3 практически без потерь.
В режиме «ослабление» диоды 4 открыты и четвертьволновые отрезки линии 8 создают режим холостого хода для первого отрезка линии передачи 3 на входе 1 и выходе 2, диоды 7 также открыты и создают режим короткого замыкания на конце четвертьволновых отрезков линии 9 и не вносят дополнительных потерь во второй отрезок линии передачи 5, по которому сигнал проходит от входа 1 к выходу 2 с фиксированным ослаблением, заданным блоком ослабления сигнала 6.
При осуществлении изобретения был выполнен ступенчатый аттенюатор фиксированного ослабления 15дБ Х-диапазона с шириной полосы до 10%, с начальными потерями 0,3 дБ и различии ФЧХ в режимах «пропускание» и «ослабление» не более 5 градусов, управляемый одним сигналом, что позволяет упростить схему управления и улучшить массогабаритные показатели.
Источники информации
[1] Патент США №4138637, МКИ Н01Р 1/22, опубл. 06.02.1979, фиг.5.
[2] Патент на изобретение №2449322, МКИ Н01Р 1/22.