[1]Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к переключателям СВЧ мощности, и может быть использовано для переключения СВЧ сигналов между каналами приема (передачи) в СВЧ приемниках (передатчиках).
[2]Известен переключатель СВЧ на основе Т-соединения, состоящий из трех отрезков линии передачи [А.В. Вайсблат.«Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах». Москва: «Радио и связь», 1987, с. 84-85]. Один из отрезков является входом устройства. Два других отрезка образуют выходы устройства, причем каждый из них шунтирован по СВЧ диодами, установленными на расстоянии четверти и половины волны от центра соединения отрезков. В одном плече диоды закрыты и СВЧ сигнал проходит от входа к выходу с минимальными потерями, в другом плече диоды открыты и сигнал проходит от входа к выходу со значительными потерями.
[3]Недостатком переключателя является малый уровень допустимой входной СВЧ мощности.
[4]Наиболее близким к изобретению (прототипом) является переключатель СВЧ [Патент на изобретение №2410802, МПК Н01Р 1/15], выполненный из n=3…n отрезков линии передачи, соединенных одним концом в общей точке, из которых, по крайней мере, n-1 отрезки шунтированы по СВЧ k=1…k полупроводниковыми ключами. Для каждого отрезка каждый первый от общей точки соединения ключ подключен на расстоянии четверти длины волны от общей точки соединения. Каждый полупроводниковый ключ подключен к шунтируемому отрезку дополнительным отрезком линии передачи, длина которого близка четверти длины волны.
[5]Недостатком такого устройства является то, что «закрытые» плечи переключателя не согласованы по СВЧ, что не всегда приемлемо.
[6]Задачей изобретения является согласование по СВЧ всех плеч переключателя, как «закрытых», так и «открытых».
[7]Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения: выражается в согласовании по СВЧ входов/выходов переключателя, что позволит применять его совместно с устройствами, нагрузки которых обязательно должны быть согласованы.
[8]Указанный технический результат достигается тем, что плечи переключателя СВЧ мощности образованы n=3…n отрезками линии передачи, соединенными одним концом в общей точке, из которых, по крайней мере, n-1 отрезков шунтированы по СВЧ k=1, 2, 3 … k полупроводниковыми ключами, подключенными к шунтируемому отрезку через отрезки линии, близкие к четверти длины волны, при этом каждый первый от общей точки такой отрезок линии подключен на расстоянии, близком к четверти длины волны, от общей точки соединения.
[9]Расположенный последним от общей точки отрезок линии, подключен к шунтируемому отрезку линии через резистор R, при этом расстояние между точками подключения к шунтируемому отрезку линии последнего и предпоследнего отрезков, подключающих ключи, близко к четверти длины волны, при этом все плечи переключателя согласованы по СВЧ.
[10]Причинно-следственные связи признаков изобретения с техническим результатом выражаются в следующем. В плече, работающем на запирание, последние от общей точки соединения полупроводниковый ключ и четвертьволновый отрезок линии шунтируют уже не отрезок линии, образующий плечо переключателя, а дополнительный резистор, который является согласованной нагрузкой от входа/выхода плеча, причем подключение резистора на расстоянии четверти длины волны от предпоследнего четвертьволнового отрезка линии, шунтирующего отрезок линии передачи, образующий плечо переключателя создает режим холостого хода в точке подключения резистора, что позволяет СВЧ сигналу распространяться далее по плечу переключателя.
[11]Изобретение поясняется чертежом.
[12]На фиг. 1 представлена схема предлагаемого переключателя СВЧ мощности.
[14]Переключатель СВЧ мощности, плечи которого образованы соединением отрезков линии передачи n 1, n 2, n 3, n 4 одним концом в общей точке. Каждое плечо шунтировано k.1, k.2, k.3 полупроводниковыми ключами (диодами), подключенными через четвертьволновые отрезки L.1, L.2, L.3 соответственно.
[15]Каждый четвертьволновый отрезок L1 подключен к своему плечу n на расстоянии, близком к четверти длины волны, от общей точки соединения плеч. Четвертьволновые отрезки L3 подключены к своим плечам через резистор R
[16]Расстояние L4 в каждом плече между точками подключения отрезков L3 и L2 близко к четверти длины волны.
[17]Каждое плечо переключателя может являться как входом, так и выходом СВЧ мощности в зависимости от потребности.
[18]Предлагаемый переключатель СВЧ мощности работает следующим образом.
[19]В любых двух плечах устройства, например n 1 и n 2, полупроводниковые ключи k находятся в открытом состоянии, четвертьволновые отрезки L1, L2, L3 короткозамкнуты по СВЧ и не вносят в эти плечи дополнительных потерь. СВЧ сигнал подается на n 1 и снимается с отрезка n 2.
[20]В то же время в плечах устройства n 3 и n 4 полупроводниковые ключи k закрыты, четвертьволновые отрезки L1, L2, L3 шунтируют плечи по СВЧ и сигнал через эти плечи не проходит. При этом последние от общей точки четвертьволновые отрезки L3 шунтируют плечи через резисторы R, являющиеся согласованными нагрузками для этих плеч.
[21]При этом и «открытые», и «закрытые» плечи переключателя согласованы по СВЧ.
[22]Осуществление изобретения обеспечивает выполнение переключения СВЧ мощности с вносимыми прямыми потерями ~1,5 дБ, вносимым затуханием в «закрытые» плечи >30 дБ и допустимым уровнем входной мощности более 30 Вт. При этом количество плеч равнялось 4, в качестве полупроводниковых ключей использовались по 3 диода в каждом плече.
[23]При увеличении количества плеч вносимые прямые потери пропорционально растут.
