XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Конструкция коммутационного фазовращателя сантиметрового диапазона волн довольна проста и представляет собой пластину из бронзы толщиной 1мм изготовленной по размеру волновода и помещенная в волновод. Симметрично в пластине вырезается щель. Для волновода 23х10мм вырезается резонансная щель 12х1мм, которая управляется p-i-n-диодом. В нашем же случае взята пластина по размеру фланца волновода. На рис.1А.Б показана пластина с впаянным р-i-n- диодом, где 1 –пластина коммутационного фазовращателя, 2- отверстия для крепления пластины между двух фланцев волноводов, 3- волновод 23х10мм, 4-щель 12х1мм, 5-p-i-n-диоды, 6- вывод от средней точки диодов.

Рис.1.Коммутационный фазовращатель. 1.-пластина.2.Крепежные отверстия.3.Волновод 23х10мм.4.Шель 12х1мм.5.P-i-n –диоды.6.Вывод.

Крепление диодов производится пайкой сплавом Вуда. На рис.1Б показано как следует разместить p-i-n –диоды в щели. В качестве исходных взяты p-i-n-диоды 2А505Б. На рис.2а - диоды в заводской упаковке, рис. б-диод 2А505Б.

,

Рис.2

Схема распайки диодов и эквивалентная схема диодов представлена на Рис.3.а,б соответственно.

Рис.3.

Наличие диода эквивалентно включению в центре ще­ли некоторой емкости. Поэтому для настройки в резонанс щель необходимо укоротить. Это укорочение в среднем составляет примерно 25% от резонансной длины щели без диода.

Полупроводниковые диоды размещают попарно меж­ду краями щели в соответствии со схемой, представлен­ной на рис.1. Подобная щель с диодами, в обесточенном состоянии пропускает электромагнитную энергию, поступающую от генератора, с малыми потерями, в то время как при пропускании то­ка через диоды большая часть энергии падающей волны отражается обратно к генератору.

В качестве примера ниже приводятся характеристики резонансной щели с полупроводниковыми диодами одного из существующих в настоящее время типов. Указанные ха­рактеристики соответствуют щели, размещенной на попе­речной перегородке в прямоугольном волноводе с размера­ми поперечного сечения   при частоте f = 9375 Мгц (λ=3.2 см). Размеры пары диодов   Размеры щели   . Коэффициент про­хождения в обесточенном состоянии — 0,4 дб; при про­пускании тока —20 дб. Предельная пропускаемая мощ­ность: импульсная 5 квт, средняя 10 вт. Ток управления 100 ма.

На эквивалентной схеме волновод с коммутируемой диафрагмой, о которой шла речь, изображается в виде двухпроводной линии с параллельно включенным в нее переменным активным сопротивлением (см. рис. 3б), которое под действием управляющего тока может ме­няться от   до   . Отношение

К = r_max/r_min

называемое «качеством», является одной из основных .ха­рактеристик полупроводниковых коммутационных дио­дов, определяющей свойства дискретно-коммутационных фазовращателей (к, п. д., точность установки фазы и т. д.). Существующие pin — диоды характеризуются ве­личиной параметра К, изменяющейся в пределах 250-1000.

Литература.

«Устройства СВЧ с полупроводниковыми приборами». Проек­тирование и расчет. Под ред. Мальского И. В. и Сестрорецкого Б. В. Изд-во «Советское радио», 1969.