Устройство и принцип действия плавного аттенютора и импульсного коммутатора на p-i-n-диодах. Основные характеристики аттенютора и импульсного коммутатора, страница 4

Широкополостные аттенюторы строятся с большим числом диодов (N до 10 и более), располагаемых на расстоянии λ_β/4 один от другого. Иногда аттенюторы выполняют по несимметричной схеме. В этом случае прямой ток диодов увеличивается от входа аттенютора к выходу (рис. 12). Указанное на рисунке соотношение между сопротивлениями диодов обеспечивают входной КСВ аттенютора не более 1,3 при N > 3 и ослабление от 2 до 80 дБ в полосе частот более двух октав. Из-за отсутствия симметрии схемы выходной КСВ аттенютора значительно больше входного, поэтому существенно, чтобы нагрузка аттенютора была хорошо согласована.

1.6. Особенности конструкций

При конструировании диодных аттенюторов и выключателей возникают проблемы компенсации реактивной составляющей входного сопротивления диода (особенно для корпусных диодов), выбора наилучшего способа крепления диода применительно к используемому типу линии передачи, а в аттенюторах большого уровня мощности – еще и проблема обеспечения надежного теплоотвода.

Важной конструктивной задачей, возникающей при включении n-i-p-i-n-диодов в линию передачи, является обеспечение малых дополнительных реактивностей, вносимых элементами крепления диода, и обеспечение подачи смещения на диод, причем цепи смещения должны быть надлежащим образом развязаны и не должны влиять на характеристики СВЧ-тракта. Включение корпусных и бескорпусных p-i-n-диодов в прямоугольный, Н – или П – образный волновод не сопряжено с большими конструктивными трудностями, так как цепи питания легко развязываются от цепей передачи СВЧ.

Для уменьшения дополнительных реактивностей высоту волновода уменьшают примерно до высоты p-i-n-диода, при этом уменьшается волновое сопротивление волновода Z₀, что способствует дополнительному увеличению эффективности работы диода. Примеры конструкций волноводных узлов с корпусными и бескорпусными p-i-n-диодами приведены на рис. 13.

Конструкция узла включения p-i-n-диода в полосковую линию с жестким центральным проводником мало отличается от конструкции соответствующих волноводных узлов.

На рис. 13, в, г показаны способы последовательного и параллельного включения таблеточного диода 2А516 в микрополосковую линию, когда высота диода совпадает с толщиной диэлектрического основания линии, и дана соответствующая разметка плат. Присоединения диода к контактным площадкам и контактных площадок к полосковым проводникам осуществляется пайкой.

Ввиду того, что конструктивное наполнение цепей подачи питания и развязки диодов друг от друга по постоянному току проще реализуется для параллельного включения диодов, в полосковых устройствах проще реализуется параллельное включение диодов.

Исследуемый волноводный аттенютор-коммутатор АП-5 состоит из отрезка прямоугольного волновода с уменьшенной в два раза узкой стороной, в котором на расстоянии λ_β/4 расположены два щелевых модуля 2А506В (рис. 14).

2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Функциональная схема установки для исследования характеристик плавного аттенютора и импульсного коммутатора на p-i-n-диодах (рис. 15) состоит из генератора СВЧ, имеющего частотомер и установочный аттенютор, развязывающего вентиля В1, исследуемого аттенютора , измерителя мощности (детекторная секция ДС и усилитель), лабораторного макета, импульсного генератора и осциллографа.

Лабораторный макет, управляющий работой аттенютора – коммутатора, позволяет в первом положении переключателя П1 исследовать работу плавного аттеньатора на p-i-n-диодах. Величина тока управления p-i-n-диодов изменяется резистором R₅ от 0 до 50 мА.