делитель мощности
Классы МПК: | H03H7/46 схемы для соединения нескольких источников (генераторов) или нагрузок, работающих на различных частотах и в разных диапазонах частот, с общей нагрузкой или источником (генератором) |
Автор(ы): | Ганзий Д.Д. |
Патентообладатель(и): | Московский научно-исследовательский институт радиосвязи |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-06-27 публикация патента:
27.02.1997 |
Использование: в технике СВЧ. Сущность изобретения: делитель мощности выполнен на двух двухзатворных полевых транзисторах. Первые затворы транзисторов соединены и являются входом, истоки соединены с корпусом, а стоки являются выходами, причем к каждому второму затвору подключены: резистор R, замкнутый на корпус, и отрезок линии передачи, разомкнутый на конце длиной l, определяемой соотношениями:
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074508/2074508t.gif)
где
- длина волны сигнала;
Zo - волновое сопротивление отрезка линии передачи;
Z и Re(Zвх32и) - входной импеданс и действительная часть входного импеданса двухзатворного полевого транзистора между его вторым затвором и истоком. 1 ил.
Рисунок 1
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074508/2074508t.gif)
где
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074073/955.gif)
Zo - волновое сопротивление отрезка линии передачи;
Z и Re(Zвх32и) - входной импеданс и действительная часть входного импеданса двухзатворного полевого транзистора между его вторым затвором и истоком. 1 ил.
Формула изобретения
Делитель мощности, содержащий два двухзатворных полевых транзистора, включенные по схеме с общим истоком, первые затворы которых соединены и являются сигнальным входом делителя мощности, а вторые затворы являются входами для подачи сигнала управления, отличающийся тем, что второй затвор каждого двухзатворного полевого транзистора соединен с корпусом через введенные последовательно соединенные соответствующие резистор и конденсатор, а также с введенным соответствующим отрезком линии передачи, разомкнутым на конце, длиной l, равной![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074508/2074508-8t.gif)
при R
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074011/8773.gif)
где R резистор;
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074073/955.gif)
Zo волновое сопротивление отрезка линии передачи;
Zвх32и и Re(Zвх32и) входной импеданс и действительная часть входного импеданса двухзатворного полевого транзистора между его вторым затвором и истоком.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано в приемных и передающих антенных решетках СВЧ-диапазона. Известен делитель мощности (Каганов И.Н. Транзисторные радиопередатчики, М. Энергия, 1970, с. 247, рис. 6-2а), в котором используется последовательное соединение транзисторного усилителя и делителя мощности на два. Данное устройство сложно по конструкции и не позволяет управлять коэффициентом деления по мощности. Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является делитель (James L. "Monolithic Dual Gate GaAs FET Digital Phase Shifter". IEEE Trans. on Electron devices. Vol.ED 29 NO.7. Jul 4 1982, p. 1079, Fig. 3), состоящий из двух двухзатворных полевых транзисторов, первые затворы которых присоединены ко входу, истоки к корпусу, а стоки к выходам; вторые затворы присоединены к цепям управления. Это устройство имеет большие набеги фаз сигналов в регулируемых каналах. Цель изобретения -уменьшение набега фазы сигнала в регулируемых каналах. Поставленная цель достигается тем, что к каждому второму затвору подключены резистор R, замкнутый на корпус и отрезок линии, разомкнутый на конце, длиной l, причем![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074508/2074508-3t.gif)
где
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074073/955.gif)
Zo волновое сопротивление отрезка линии;
Zвх32и входной импеданс двухзатворного полевого транзистора между вторым затвором и истоком. На чертеже приведена структурная схема заявляемого устройства делителя мощности. Делитель мощности содержит полупроводниковую арсенидогаллиевую подложку 1, на которой сформирована структура двух двухзатворных полевых транзисторов 2, 3, истоки которых замкнуты на корпус, первые затворы соединены друг с другом непосредственно на подложке 1 и присоединены общей точкой ко входной линии 4, вторые затворы подключены к линиям 5, 6 цепей управления, которые через элементы развязывающих фильтров 7, 8 связаны с источниками управляющих напряжений Uупр1, Uупр2. Стоки транзисторов 2, 3 соединены с выходными линиями 9, 10 и с линиями 11, 12, связанными с источниками напряжения Uc1, Uc2 через элементы развязывающих фильтров 13, 14. Ко вторым затворам подключены также резисторы 15, 16 величиной R, замкнутые на корпус через развязывающие конденсаторы 17, 18 и разомкнутые на конце отрезки линий 19, 20 длиной l. Величина резисторов 15, 16 R и длина отрезков линий 19, 20 l определяются соотношениями (1). Цепи согласования на входе и выходах условно не показаны. Устройство работает следующим образом. При подаче питания на соответствующие электроды транзисторов 2, 3 и сигнала на входную линию 4 происходит примерно равное распределение сигнала в точке соединения первых затворов транзисторов 2, 3 и ослабление или усиление в каналах деления в зависимости от величины поданных на линии 5, 6 цепей управления через элементы развязывающих фильтров 7, 8, напряжений Uупр1, Uупр2. Ослабленные или усиленные сигналы поступают через стоки транзисторов 2, 3 на линии 9, 10, которые связаны с полезными нагрузками. Деление сигнала, таким образом, происходит с усилением и с регулируемым коэффициентом деления. Глубина регулирования коэффициента деления (соотношения между мощностями в каналах деления) может достигать 30 дБ. Однако при регулировке коэффициентов передачи в каналах деления появляется набег фазы сигнала и тем больший, чем больше глубина регулировки: при коэффициенте передачи Кр1 в одном из каналов порядка +3дБ набег фазы сигнала Dv1 порядка Оo; при Кр1 10дБ,
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074051/916.gif)
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074055/981.gif)
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074051/916.gif)
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074055/981.gif)
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074361/969.gif)
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074508/2074508-4t.gif)
где Zo волновое сопротивление отрезка; l рабочая длина волны сигнала,
то комплексно-сопряженное согласование произойдет при выполнении соотношений
Im(Zвх32и) -Z1,
Re(Zвх32и)
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074005/8805.gif)
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074508/2074508-5t.gif)
откуда
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074508/2074508-6t.gif)
При малых модулях напряжений Uупр1, Uупр2, когда набег фаз в каналах деления мал, резисторы 15, 16 шунтируются реактивностями отрезков линий 19, 20 и практически не влияют на потери в резонансной системе делителя мощности, что увеличивает глубину регулировки коэффициента деления; если же модули напряжений Uупр1, Uупр2 растут, то модуль реактивной части импеданса Zвх32и приближается к модулю входного сопротивления отрезка линии 19 (или 20), а резистивная часть импеданса Zвх32и приближается к величине резистора 15 (или 16), в результате падает крутизна ФЧХ контура и уменьшается набег фазы в первом канале: :Pвх__
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074014/8594.gif)
![делитель мощности, патент № 2074508](/images/patents/398/2074508/2074508-7t.gif)
Класс H03H7/46 схемы для соединения нескольких источников (генераторов) или нагрузок, работающих на различных частотах и в разных диапазонах частот, с общей нагрузкой или источником (генератором)