Диодный переключатель СВЧ сигнала
MICROWAVE SIGNAL DIODE SWITCH

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к переключателям и ограничителям мощности СВЧ-сигнала и может быть использовано для защиты СВЧ приемника с резервированием каналов от перегрузки и выхода из строя под действием сигнала собственного передатчика и (или) мощных сторонних сигналов.
Известен двухпозиционный коммутатор (переключатель) на основе Т-соединения, с параллельным включением диодов на расстоянии λ/4 от места разветвления. [А.В. Вайсблат. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. - М.: Радио и связь, 1987. Стр. 79] Коммутатор применяется при низком и высоком уровнях мощности.
Недостатками такого устройства являются:
- малые потери запирания;
- отсутствует ограничение повышенной СВЧ мощности в открытом канале.
Наиболее близким к изобретению (прототипом) является коммутатор (переключатель), с двумя каскадно включенными диодами в плече. [А.В. Вайсблат. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. - М.: Радио и связь, 1987. Стр. 84.] Переключатель позволяет значительно увеличить потери запирания.
Недостатком такого устройства по-прежнему является отсутствие ограничения СВЧ мощности в открытом канале.
Задачей изобретения является осуществление ограничения входного сигнала в открытом канале при сохранении значительных потерь запирания.
Технический результат заключается в ограничении СВЧ мощности в открытом канале, при этом возникает возможность использовать переключатель одновременно и как защитное устройство.
Указанный технический результат достигается тем, что диодный переключатель СВЧ сигнала выполнен на основе Т-соединения с двумя диодами в каждом плече. Диоды соединены через четвертьволновый отрезок линии, при этом первые диоды установлены на расстоянии λ/4 от точки разветвления. Каждое плечо дополнительно шунтировано детекторным диодом, установленным встречно-параллельно на расстоянии λ/4 от второго диода, при этом в линии передачи каждого плеча между точкой разветвления и первым диодом установлен проходной конденсатор.
Причинно-следственные связи признаков изобретения с техническим результатом выражаются в следующем: при превышении определенного порога входной мощности детекторный диод в открытом плече детектирует входной сигнал и открывает остальные диоды в этом плече, которые вносят дополнительные потери и ограничивают СВЧ мощность.
Изобретение поясняется чертежом (фиг. 1), на котором представлена схема заявленного переключателя, где
плечо 1 и плечо 2 соединены в точке разветвления, к которой присоединен вход СВЧ;
- диоды VD2, VD3, шунтирующие плечо 1;
- диоды VD4, VD5, шунтирующие плечо 2;
- детекторный диод VD1 шунтирующий плечо 1;
- детекторный диод VD6 шунтирующий плечо 2
- проходные конденсаторы С1 и С2, включенные в разрыв плеч 1 и 2 соответственно.
Предлагаемый переключатель работает следующим образом. В режиме малого сигнала в линию передачи плеча 1 подается положительный постоянный ток, при этом диод VD1 закрыт, диоды VD2 и VD3 полностью открыты, в линию плеча 1 вносятся потери, при этом все диоды, шунтирующие линию плеча 2, закрыты. Сигнал проходит от входа СВЧ до выхода 2 линии плеча 2 с минимальными потерями. При повышении входной мощности открывается диод VD6, продетектированный ток начинает протекать через диоды VD4 и VD5, которые вносят в линию плеча 2 дополнительные потери и ограничивают входной сигнал. Для переключения канала, необходимо снять положительный ток с линии плеча 1 и подать в линию плеча 2.
Конденсаторы С1 и С2 служат для развязки плеч 1 и 2 переключателя по постоянному току.
Ограничение мощности может осуществляться и в активном режиме, для этого необходимо подать положительный постоянный ток в обе линии плеч 1 и 2, при этом диоды VD2, VD3, VD4, VD5 будут открыты, и в оба плеча 1 и 2 будут вноситься значительные потери.
Осуществление изобретения обеспечивает выполнение диодного переключателя СВЧ с защитой от повышенной мощности Х-диапазона с вносимыми начальными потерями <0.8дБ, потерями запирания не менее 30 дБ, допустимой входной мощностью до 2 Вт и ограничением выходной мощности в любом плече не более 50 мВт. Переключатель выполнен на диодах «Параграф-Д» производства АО НЛП «Исток» им. Шокина» и детекторных диодах 3А138А-2.