Здравствуйте. Многие из вас встречались с проблемой ограничения входной мощности на СВЧ. С ней столкнулся и я. Перевел ряд статей, разобрался и замоделировал несколько методов ограничения с использованием PIN диодов. После ЭМ моделирования в лучшем из методов, коим мне показался резонансный, получил изоляцию аж в 45 дБ. Но вот в чем беда все методы оказались узкополосными, т.е. защита идет на рабочей частоте.
Как можно добиться полосы изоляции скажем 6-14 ГГц?

Использовать Н или П волновод с полосой 3,6:1 для размещения р-i-n диодов в зазоре уменьшенного сечения.

волноводный газовый разрядник как в РЛС...

Широкополосных разрядников не бывает

the_wall, Вы бы озвучили величину мощности своей. У Вас, быть может, необходимо ограничение в сотни мВт, а Вам тут волноводные разрядники советуют, где ограничиваемые мощности на порядки отличаются.

уга...


ну конечно, там бегали мегаваты хотя были разрядники с питанием, они почувствительнее будут, наверно....

Для начала требуется ограничить 4Вт, потом и 18Вт, но пока только 4. За ограничителем МШУ, значит на выходе ограничителя нужны миливатты. Волноводный метод мне понравился, только вот его негде будет поставить. Все будет выполнено в герметичном корпусе микрополскового модуля. Нашел еще несколько статей, к сожалению все на английском. Вот разбираюсь.

Теперь думаю, что простая схема с PIN диодом и дросселем, шунтирующими видеосигнал, имеет право на жизнь. Думаю применить именно ее, только двухступенчатую (с грубым и точным ограничениями).

Появились новые вопросы! Моделирую я в MWO. Как правильней представить диод в режимах большой и малой мощности? Пока ставлю ёмкость и меняю номинал 0.2 для малой и 100 для большой.

Если кого-то заинтересовали статьи, то могу поделиться. В довесок кину уже переведенные мною, с моделями МВО. выполненные в виде отчета (мне не жалко).

The Wall

Могли бы вы прислать мне статьи по rf and microwave power limiter или дать ссылки?
Заранее благодарин. Не могу отправить вам личное сообщение, т.к. нет прав (не знаю почему, последний раз был в 2008, может из-за этого) Если можете напишите мне сообщение со своим ящиком, я вам отвечу. Тоже поделюсь чем есть.

Появились новые вопросы! Моделирую я в MWO. Как правильней представить диод в режимах большой и малой мощности? Пока ставлю ёмкость и меняю номинал 0.2 для малой и 100 для большой.
А_лексей, Вам немного позже выложу статьи, потому что сейчас в интернете сижу совершенно не из того кабинета, в котором у меня все материалы.

а какой именно диод вы моделируете?
ограничительные диоды - это обычно p-i-n диоды, у которых емкость почти постоянна, а изменяется последовательное сопротивление.

я не привязывался к конкретному диоду. Модель предварительная.
Вы уверены, что резистор стоит включать последовательно, а не параллельно? Ведь если оставить емкость в 0.2 пФ, малое или большое последовательное сопротивление на трех сантиметрах влиять не будет!

вообще-то простейшая схема диода выглядит так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
здесь емкость и последовательное сопротивление перехода, и индуктивность выводов.
иногда еще надо учесть емкость корпуса.

Это чего Вы меняете: емкость или сопротивление? Первое - некорректно, как Вам уже отметили, а второе - ИМХО безумство. Вообще что-то сейчас не припомню как устроены ограничители, но не на диодах же лишняя мощность рассеивается!

Я пока не могу выложить материал, т.к. свой интернет отсутствует, а на работе сейчас меняют политику возможности скачивания, поэтому скорость временно не позволяет этого сделать.

Менять пробовал и емкость и сопротивлени. Результаты примерно одни и теже. Плата ограничителя уже отправляется на печать. Что получится - напишу.

Материал кое-какой есть (на работе). Если надо,завтра постараюсь принести.Вот только пару недель назад сделал макет с последовательно включенными диодами. Сначала на 2-ух 917-ых pin диодах. Затухание удалось получит 39 дБ (у меня мощности правда маленькие, порядка 100-500 мВт). Прямые потери - 4дБ. Но мне нужен был не просто аттенюатор управляемый, а коммутатор с периодом 0.5 микросекунды. Так вот эти диоды не успевали и искажали импульсы. Пришлось ставить Шоттки - 922-ые. Они заработали, но затухание уменьшилось - 35 дБ. Вот теперь буду пробовать с ещё одним согласующим диодом на согласовку, когда другая пара открыта -он закрыт и наоборот.

ха-ха! а зачем ее рассеивать? её отражать надо.
два диода, включенные параллельно в микрополосковую линию при расстоянии между ними в четверть длины волны, по постоянному току должны быть включены однонаправленно.
тогда при мощности больше пороговой через них начинает протекать продетектированный ток, которым pn-переходы диодов открываются, сопротивление диодов уменьшается, мпл оказывается закороченной, и "лишняя" мощность отражается туда, откуда пришла.
примерно так работает одна из схем ограничителя.

А что ха-ха то? 18 Вт обратно в генератор? Ему плохо не станется?

Не станет. Там обычно циркулятор стоит

Вот ограничитель и по совместительству аттенюатор на 960-1250МГц на до 1кВт - усилитель передатчика на керамической лампе - (только в случае аварии с циркулятором) в 10мкс импульсе, скважность ИМХО 100 древнючего 75 года разработки (самолетный дальномер) Разработка ВНИИРА, Ленинград. Верхние pin диоды 2А516, нижние 2А522А-2. Изделие серийно сопровождало соседнее КБ. Такая конструкция позволяла в 2 раза понизить мощность на диодах, падающую и потом отраженую обратно в источник , плюс дополнительное поглощение в балластном резисторе верхнего делителя (а точнее, почти все - отраженные от диодов сигналы приходят на него в противофазе из-за разницы хода в лямда на 4 в одну сторону на диод). Перед ограничителем, само, собой стоял циркулятор, но кто на него закладывается? Это довольно успешная попытка модификации, т.е. макет, поэтому не золото. Кратко ограничители были описаны в книжке по СВЧ, почти в самом конце, автор - Бова.

Ну, вот, не совсем обратно же, а в нагрузку.

вообще-то у нас ограничителями обычно защищают малошумящие усилители от мощной случайной или злонамеренной помехи.
мощный генератор ко входу мшу подключать не вижу смысла.
а если кто-то свой и подключит, то если этому его генератору "станется" нехорошо, мы будем только рады.

Уважаемый ledum. Вы не могли бы на приведённый вами ограничитель описание выложить(если есть) Или на рисунке пояснить, где вход, управление, питание. А то что-то меня эта картинка заинтересовала, а не все с ней понятно.

Вход справа на 1/3 от верха, сигнал поступает на делитель с большим балластным резистором потом два 2А516А один от другого приблизительно на лябда на 4, чтобы при поступлении мощного сигнала, при открытии диодов, отраженный сигнал пришел в противофазе на балластный резистор. Точно так же включены и 522-е, но открывающиеся при на порядок меньшей мощности, далее сигнал приходит на сумматор с небольшим балластным резистором и слева внизу идет на МШУ на 2Т3115А-2 и два каскада 2Т3101. Посередине справа на площадку возле закоротки по высокой частоте конденсатором ПЭПЛОТом распаян провод управления аттенюатором (ток до 100 мА), ослабление до 14 дБ. Вроде так - просто с изделием знакомился когда заменял ведущего лет 20 назад, фотка сделана лет 7 назад.

это на основе моста Wilkinson а, наверно вносимые потери довольно малы, в пределах 0.5-1 dB....
и мощность импульсную может спокойно выдержать 10-100W....

эти сами детектируют? такое впечатление что проводки некоторые оторванны?

Мощность импульсная киловатт - от где-то 5 Ватт до килоВатта защищают 516.
Проводки не оторваны, а идут дальше там еще питание МШУ, формирователь контрольного сигнала на двух кварцевых генераторах, еще один аттенюатор, и т.д, и т.д.
Да они сами открываются, когда мощность порядка Ватта, 516-е при этом остаются закрыты.
2Т3115А-2 держит 2 Ватта по входу по ТУ, так что запас есть.

лихо, представляю какая напруга на входе бегает, от пин диодов требуется ослабление ~ -23-25 dB, остальной десяток дБ на диоды Шотки... лучше особо не придумаешь... почему пин диоды запитываются параллельно, может можно последовательно....
циркуляторы есть в конструкции.?...

Да, циркулятор есть на входе, но при отвалившейся антенне....
Но, само собой, килоВатт это абсолютно нештатная ситуация, но бывала.

какая же там антенна была? это что то типа предупреждения о столкновении?

Это самолетный дальномер http://www.navigat.ru/catalogue.php?good=41 - сайт разработчика, http://www.ri.kiev.ua/index.php?menu=224 - сайт завода. При свежей лампе передатчика бывало до 1200 Вт. Система предупреждения столкновений тоже делалась время от времени (А-512, А-515 - система предупреждения столкновений «Эшелон»), но без наличия таковой на других бортах была бессмысленна. Если действительно интересно, могу поспрашивать об антенне, т.к. до сих пор общаюсь с народом. Но ИМХО ничего интересного нет, глядя на картинку отсюда http://aviadocs.net/RLE/IL-76(N,TD)/Cd1/KD...76TD_KD_ch6.pdf - 7.5МБ (СД-67-й - предшественник СД-75-го)
Только сейчас осознал как нас кидали комплексники, заставляя проверять стойкость к полной мощности. Ключевое слово - ЖИГ фильтр, как бы не 5-го порядка, который стоял между циркулятором и приемником. Не знаю, правда, как фильтр у них себя чувствовал, когда регулировщик перетыкал кабель с мощеметра на эквивалент нагрузки с направленным ответвителем и детекторной секцией для контроля формы импульса, не выключая высокое. Защиты от высокого КСВ там не было ЕМНИП.

и как там чего не плавилось...вообщем понял, таким полуактивным с ответом дальномерам, антенна направленная не нужна
а дальность небось была ого го, километров 600 и более для, 75 года это был топ...сейчас другие времена, другие возможности,
хотя наверно используют...

Ограничитель мощности еще нужен? Автономный !!!

Параметры:
Частотный диапазон 0,1-12,5 ГГц
Максимально допустимая входная мощность - до 4 Вт (по паспорту до 1,7 Вт, но реально держит больше 4)
Максимально допустимая импульсная входная мощность - до 10 Вт
Просачивающаяся мощность - не более 20 мВт
Вносимые потери - не более 1 дБ
Габариные размеры - 7,5х15 мм, микрополосковые вывода.
Быстродействие не хуже 50 нс

А для каких целей можно использовать этот ограничитель?

Ограничители (пассивнst) серии LT производства МСЕ:
Пиковая мощность: от 5 кВт до 300 Вт в диапазоне от 100 мГц до 18 ГГц;
Быстродействие - около 5 (пять) нсек;
И весьма важный параметр: время восстановления: от 150 до 30 нсек в указанном диапазоне частот.

Ага, там этих LT аж 14 литер по диапазонам и мощности!!!
Реальный диапазон 7-12,5 ГГц,
потери 1,7 дБ,
непрерывная мощность не более 4 Вт,
просачивающаяся - 50 мВт,
время включения 5 нс,
Время восстановления 30 нс,
и размеры - аж 50х35 мм.
Ну ровным счетом ни разу не лучше..
К тому-же я писал про быстродействие 50 нс с точки зрения возможности его измерения. Фактически измеряется время отклика всей измерительной системы, включая осциллограф, задающий генератор, ЗУ и время запаздывания в тракте.
Реально время восстановления отсутствует совсем, поскольку фронты зондирующих импульсов не искажаются (фото могу приложить завтра).

А Вы можете указать тип устройства с одним входом, имеющим диапазон входных частот 0.1...18 ГГц.
Такой диапазон рабочих частот имеют , например, станции радиоразведки, но вход у них всё равно не один, я бы сказал - далеко не один.
Ну и самое главное, в указанном Вами диапазоне падающая мощность -300 Вт.
Согласитесь, лучше пусть после 300 Вт просочатся 50 мВт, чем после 20 Вт - 10 мВт.

Это я к тому, что основное назначение таких ограничителей- работа в качестве защитных устройств входных каскадов.
Сотни ватт -это та мощность, которую можно получить на входе при работе близко расположенной РЛС.
Вот поэтому я и задал свой вопрос.

Ну а по поводу габаритов, извините: Вы говорите о плате с микрополосковыми выводами, а я привел пример законченного модуля с коаксиальными соединителями.

В конечном итоге все зависит от области применения.
Для накручивания на кабель антенны конечно лучше иметь разъемы и металлический корпус (чтоб было за что держаться )
А для использования в составе широкополосного приемника с жесткими требованиями по габаритам нужны микросборки.
Да и человеку, которы эту тему организовал были нужны только 4 Вт.

Прикладываю обещанные задние фронты входного и выходного (ограниченного) импульсов СВЧ мощности.
Входной, соответственно, подавался на вход ЗУ, выходной снимался с выхода. Оба импульса снимались через 20дБ ответвитель.