JPH018002Y2 - - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】
この考案はフインラインで構成するダイオード
スイツチの高性能化に関するものである。[Detailed Description of the Invention] This invention relates to improving the performance of a diode switch constructed of fine lines.
第1図に従来のフインラインを用いて構成する
ダイオードスイツチの構造の一例を示す。 FIG. 1 shows an example of the structure of a diode switch constructed using a conventional finline.
導波管1の幅広面の概略中央に電界に平行に誘
導体板2を配置し、誘電体板2の表面には電波伝
搬方向に沿つて細隙3を設けた金属膜4が被着し
ている。また、ダイオード5が上記細隙を橋渡し
するように所定の間隔で金属膜4にボンデイン
グ、またはハンダ付け等により接続されている。 A dielectric plate 2 is arranged approximately in the center of the wide surface of the waveguide 1 in parallel to the electric field, and a metal film 4 with a gap 3 provided along the radio wave propagation direction is adhered to the surface of the dielectric plate 2. There is. Further, diodes 5 are connected to the metal film 4 at predetermined intervals by bonding, soldering, etc. so as to bridge the gap.
第1図に示した構成例のダイオードスイツチ
は、ダイオード5に印加するバイアスの極性を順
逆切り換えることにより、フインラインを伝搬す
る電波を遮断、通過状態に切り換えるものであ
る。 The diode switch of the configuration example shown in FIG. 1 switches the polarity of the bias applied to the diode 5 in forward and reverse directions to cut off and pass radio waves propagating through the fin line.
すなわち、順バイアス状態ではダイオード5の
呈するインピーダンスが低インピーダンスとなる
ため細隙3に沿つて流れるマイクロ波電流を短絡
し遮断状態を、一方、逆バイアス状態では逆にダ
イオード5が高インピーダンスとなるため上記マ
イクロ波電流に影響を与えず、通過状態を得てい
る。 That is, in the forward bias state, the impedance exhibited by the diode 5 becomes a low impedance, so that the microwave current flowing along the slit 3 is short-circuited and cut off, whereas in the reverse bias state, the diode 5 exhibits a high impedance. A passing state is obtained without affecting the microwave current.
また、通常、ダイオード5は所定の間隔で複数
個接続され(図では2個)アイソレーシヨン特性
及び反射特性の改善を図つている。 Further, usually, a plurality of diodes 5 (two in the figure) are connected at predetermined intervals to improve isolation characteristics and reflection characteristics.
ところで、フインラインで構成したダイオード
スイツチは、ダイオード5の装着が容易、導波管
との変換が容易、比較的低損失な特徴があるため
高周波数帯で用いられる場合が多い。しかし、周
波数が高くなるに従い、逆バイアス状態において
ダイオード5がマイクロ波に対して呈するインピ
ーダンスは低くなる。そのため、スイツチの通過
状態における反射特性が劣化するという欠点があ
つた。 Incidentally, a diode switch configured with a finline is often used in a high frequency band because the diode 5 can be easily attached, it can be easily converted into a waveguide, and the loss is relatively low. However, as the frequency becomes higher, the impedance that the diode 5 presents to the microwave in the reverse bias state becomes lower. Therefore, there was a drawback that the reflection characteristics in the passing state of the switch deteriorated.
この考案は、この欠点を除去するため、ダイオ
ードを装着した側の誘電体板面に対向する面で、
かつダイオード装着部と対向する位置に金属膜を
被着したもので、ダイオードと金属膜を並列共振
させてインピーダンスを高くし、スイツチにおい
て良好な反射特性を得ようとするものである。 In this invention, in order to eliminate this drawback, on the surface opposite to the dielectric plate surface on the side where the diode is installed,
In addition, a metal film is coated at a position facing the diode mounting portion, and the diode and the metal film are caused to resonate in parallel to increase impedance and obtain good reflection characteristics in the switch.
第2図にこの考案の一実施例を示す。 FIG. 2 shows an embodiment of this invention.
第2図aは斜視図、第2図bは第2図aの電波
伝搬方向に垂直な面でのBB′位置における断面
図、第2図cは第2図bの電波伝搬方向に沿つた
面のCC′位置における断面図である。 Figure 2a is a perspective view, Figure 2b is a cross-sectional view at the BB' position in a plane perpendicular to the radio wave propagation direction in Figure 2a, and Figure 2c is a cross-sectional view along the radio wave propagation direction in Figure 2b. FIG. 3 is a cross-sectional view at the CC' position of the plane.
誘電体板2の一方の面には細隙3を設けた金属
膜4が被着されており、細隙3を橋渡しするよう
にダイオード5が所定の間隔で2個装着されてい
る。誘電体板2の他方の面には、ダイオード5の
装着位置と対向する位置に金属膜からなるストリ
ツプ導体6が被着されている。このストリツプ導
体6はフインラインの金属膜4を地導体とするマ
イクロストリツプ線路を構成する。このマイクロ
ストリツプ線路をフインラインに装荷した状態の
等価回路は第3図で示される。このときフインラ
インとマイクロストリツプ線路接続部からマイク
ロストリツプ線路側を見たサセプタンスBは
B=−jN2・2/Yomtao(θm/2+Δθm) (1)
で与えられる。ここで、Yomはマイクロストリ
ツプ線路の特性アドミタンス、θmはマイクロス
トリツプ線路の電気長、Δθmは線路端容量Cocに
よる等価的な電気長の増分である。また、Nは結
合状態を表わす変成器の変成比である。 A metal film 4 having a slit 3 is adhered to one surface of the dielectric plate 2, and two diodes 5 are installed at a predetermined interval so as to bridge the slit 3. A strip conductor 6 made of a metal film is attached to the other surface of the dielectric plate 2 at a position opposite to the mounting position of the diode 5. This strip conductor 6 constitutes a microstrip line using the fine line metal film 4 as a ground conductor. An equivalent circuit with this microstrip line loaded in a fine line is shown in FIG. At this time, the susceptance B when looking at the microstrip line side from the connection between the fine line and the microstrip line is given by B=-jN 2 ·2/Yom tao (θm/2+Δθm) (1). Here, Yom is the characteristic admittance of the microstrip line, θm is the electrical length of the microstrip line, and Δθm is the equivalent electrical length increment due to line end capacitance Coc. Further, N is the transformation ratio of the transformer representing the coupled state.
このマイクロストリツプ線路の呈するアドミタ
ンスBの値は、線路の特性アドミタンスYomお
よび電気長θmだけで決まり、形状に依存しない。
すなわち、ストリツプ導体の幅W、長さlによつ
て決まり形状にはよらない。 The value of admittance B exhibited by this microstrip line is determined only by the line's characteristic admittance Yom and electrical length θm, and does not depend on its shape.
That is, it is determined by the width W and length l of the strip conductor and is not dependent on its shape.
このストリツプ導体6がフインラインに対して
示すサセプタンスを、ミリ波のW帯用導波管
WRJ−900に誘電体基板を装着して構成したフイ
ンラインを用いて実測した。この実測値と計算値
を第4図に示す。ここで実測値は設計周波数での
フインラインの波長をλとし、細隙3の間隔Sは
波長で規格化して0.016、ストリツプ導体6の幅
Wは波長で規格化して0.063とした場合にストリ
ツプ導体の全長lに対して測定した結果である。
なお、誘電体板2の厚みは波長で規格化して
0.037である。 The susceptance that this strip conductor 6 exhibits with respect to the fin line is determined by the millimeter wave W-band waveguide.
Measurements were conducted using a finline constructed by attaching a dielectric substrate to WRJ-900. The measured values and calculated values are shown in FIG. Here, the actual measured value is the strip conductor when the wavelength of the finline at the design frequency is λ, the spacing S of the slit 3 is normalized by the wavelength and is 0.016, and the width W of the strip conductor 6 is normalized by the wavelength and is 0.063. These are the results measured for the total length l.
Note that the thickness of the dielectric plate 2 is standardized by wavelength.
It is 0.037.
この図よりl/λが0から0.35まではストリツ
プ導体は容量性を示し、l/λが0.35以上では誘
導性を示すことがわかる。 It can be seen from this figure that the strip conductor exhibits capacitance when l/λ is 0 to 0.35, and inductive when l/λ is 0.35 or more.
次に、フインラインに接続したダイオード5の
92〜98GHz帯でのアドミタンス実測値をフインラ
インの特性インピーダンスYoで規格化し第5図
に示す。用いたダイオード5は、ビームリード形
ダイオードである。順バイアスとして10mA、逆
バイアスとして10Vを印加した。順バイアスにお
いては、大きい誘導性を示し、逆バイアスにおい
てはB/Yoとして約1.5の容量性サセプタンスが
線路に並列に装荷された状態を示す。 Next, the diode 5 connected to the fine line
The measured admittance values in the 92 to 98 GHz band are normalized by the characteristic impedance Yo of the finline and are shown in FIG. The diode 5 used is a beam lead type diode. A forward bias of 10 mA and a reverse bias of 10 V were applied. In forward bias, it shows a large inductive property, and in reverse bias, it shows a state in which a capacitive susceptance of about 1.5 as B/Yo is loaded in parallel to the line.
したがつて、このダイオード5の接続されたフ
インラインの細隙部に、誘導性サセプタンスを並
列に接続すれば、ダイオード5の順バイアス状態
ではさらに大きい誘導性を示してより短絡状態に
近づき、逆バイアス状態ではダイオード5の容量
性と、打ち消しあつて、並列装荷サセプタンスを
0に近づけることができる。これは、ダイオード
の容量性サセプタンス1.5に等しい誘導性サセプ
タンスを接続した場合であり、第4図よりl/λ
を0.5にすれば実現できる。 Therefore, if an inductive susceptance is connected in parallel to the narrow gap of the finline connected to this diode 5, the diode 5 exhibits even greater inductivity in the forward bias state, approaching a short-circuit state, and vice versa. In the bias state, it cancels out the capacitance of the diode 5, making it possible to bring the parallel loading susceptance close to zero. This is the case when an inductive susceptance equal to the capacitive susceptance of the diode is connected to 1.5, and from Fig. 4, l/λ
This can be achieved by setting 0.5.
第6図は、ダイオード5を2個約3/4λ間隔で
フインラインに接続し、ストリツプ導体6をダイ
オード5に対向する位置に設けた場合のW帯にお
ける比帯域6%での挿入損失、アイソレーシヨ
ン、VSWRの実測値を示す。 Figure 6 shows the insertion loss and isometry at a fractional band of 6% in the W band when two diodes 5 are connected in a fine line at intervals of approximately 3/4λ and a strip conductor 6 is provided at a position facing the diodes 5. The actual measured values of ration and VSWR are shown.
W帯において比帯域6%にわたりVSWR1.5以
下の広帯域特性が得られ、また、40bB近傍の高
アイソレーシヨンが得られた。 In the W band, broadband characteristics of VSWR of 1.5 or less were obtained over a 6% fractional band, and high isolation of around 40 bB was obtained.
このように、フインラインを構成する誘電体板
2のダイオード5の装着部と対向する位置に金属
膜からなるストリツプ導体6を設け、この長さを
誘導性サセプタンスを示す値に設定することによ
り、逆バイアス状態のダイオードの容量性サセプ
タンスと並列共振させ、サセプタンスを小さくす
ることができる。 In this way, by providing the strip conductor 6 made of a metal film at a position facing the mounting portion of the diode 5 on the dielectric plate 2 constituting the fin line, and setting the length to a value indicating the inductive susceptance, The susceptance can be reduced by causing parallel resonance with the capacitive susceptance of the diode in the reverse bias state.
したがつて、ミリ波帯におけるフインラインダ
イオードスイツチの反射特性が広帯域に低
VSWRとできる効果を有している。 Therefore, the reflection characteristics of the fineline diode switch in the millimeter wave band are low over a wide band.
It has the effect of increasing VSWR.
また、第2図では、ダイオード5を2個用いた
例を示したが、この考案は、これに限らずダイオ
ード5を1個あるいは3個以上用いた場合でも有
効である。ストリツプ導体6の効果により、ダイ
オード5は逆バイアス状態において低サセプタン
スかつ、順バイアス状態において高サセプタンス
を呈するため、1個用いた場合も中心周波数にお
いて低反射のスイツチを実現できる。 Further, although FIG. 2 shows an example in which two diodes 5 are used, this invention is not limited to this, and is effective even when one or three or more diodes 5 are used. Due to the effect of the strip conductor 6, the diode 5 exhibits low susceptance in the reverse bias state and high susceptance in the forward bias state, so even when one diode is used, a switch with low reflection at the center frequency can be realized.
また、第7図に示すようにストリツプ導体6を
配置する位置は、ダイオード5に対向する位置か
ら若干ずらしても良い。ストリツプ導体6の金属
膜の一部がダイオード5に対向していれば同様の
効果を実現できる。 Further, as shown in FIG. 7, the position where the strip conductor 6 is arranged may be slightly shifted from the position facing the diode 5. A similar effect can be achieved if part of the metal film of the strip conductor 6 faces the diode 5.
この考案に係るフインラインダイオードスイツ
チでは、ダイオードを装着した誘電体板に概略対
向する位置に金属膜からなるストリツプ導体を設
けることにより、スイツチの通過状態における良
好な特性を得るとともに、スイツチの遮断状態に
おける高アイソレーシヨンを得ることができる。 In the finline diode switch according to this invention, by providing a strip conductor made of a metal film at a position approximately opposite to the dielectric plate on which the diode is mounted, good characteristics are obtained in the passing state of the switch, and good characteristics are obtained in the cut-off state of the switch. High isolation can be obtained.
第1図は従来のフインラインダイオードスイツ
チの構造を示した斜視図、第2図はこの考案の一
実施例によるフインラインダイオードスイツチの
構造を示した図、第3図はフインラインに装荷し
たストリツプ導体の等価回路図、第4図はフイン
ラインに装荷したストリツプ導体の呈するW帯に
おけるサセプタンスの実測値を示した図、第5図
はダイオードをフインラインに並列接続した状態
の92〜98GHzにおけるアドミタンス特性実測値を
示した図、第6図は、ダイオードを2個3/4波長
間隔でフインラインに接続した本考案によるフイ
ンラインダイオードスイツチのW帯におけるスイ
ツチ特性の実測値を示した図、第7図はこの考案
によるフインラインダイオードスイツチの他の実
施例の構造を示した図である。
図中、1は導波管、2は誘電体板、3は細隙、
4は金属膜、5はダイオード、6はストリツプ導
体である。なお図中、同一あるいは相当部分には
同一符号を付して示してある。
Fig. 1 is a perspective view showing the structure of a conventional finline diode switch, Fig. 2 is a diagram showing the structure of a finline diode switch according to an embodiment of this invention, and Fig. 3 shows a strip loaded on the finline. The equivalent circuit diagram of the conductor. Figure 4 shows the measured value of susceptance in the W band of a strip conductor loaded on the finline. Figure 5 shows the admittance at 92 to 98 GHz with a diode connected in parallel to the finline. Figure 6 shows the measured values of the switch characteristics in the W band of the finline diode switch according to the present invention, in which two diodes are connected to the finline at 3/4 wavelength intervals. FIG. 7 is a diagram showing the structure of another embodiment of the finline diode switch according to this invention. In the figure, 1 is a waveguide, 2 is a dielectric plate, 3 is a slit,
4 is a metal film, 5 is a diode, and 6 is a strip conductor. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals.
Claims (1)
体板を配置し、上記誘電体板の一方の面に電波伝
搬方向に沿つて細隙を設けた金属膜を被着すると
ともに上記細隙に橋渡しするようにダイオードを
装着し、上記ダイオードのバイアス状態を変える
ためのバイアス回路を具備して成るフインライン
ダイオードスイツチにおいて、ダイオード装着部
と対向する面の誘電体板面に形成されかつ上記ダ
イオード装着部に対向する部分を有する金属膜か
ら成り、上記ダイオードが逆バイアス状態におい
て並列共振するストリツプ導体を形成したことを
特徴とするフインラインダイオードスイツチ。 A dielectric plate is placed approximately in the center of the wide surface of the waveguide parallel to the electric field, and a metal film with a narrow gap along the radio wave propagation direction is coated on one side of the dielectric plate. A finline diode switch is provided with a diode mounted to bridge the gap and is equipped with a bias circuit for changing the bias state of the diode, which is formed on the surface of the dielectric plate facing the diode mounting portion, and 1. A finline diode switch comprising a metal film having a portion facing a diode mounting portion, and forming a strip conductor that resonates in parallel when the diode is in a reverse bias state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8680482U JPS58189605U (en) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | Finline diode switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8680482U JPS58189605U (en) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | Finline diode switch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58189605U JPS58189605U (en) | 1983-12-16 |
JPH018002Y2 true JPH018002Y2 (en) | 1989-03-02 |
Family
ID=30095571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8680482U Granted JPS58189605U (en) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | Finline diode switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58189605U (en) |
-
1982
- 1982-06-11 JP JP8680482U patent/JPS58189605U/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58189605U (en) | 1983-12-16 |
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