×
25.08.2017
217.015.bd7f

Кодово-импульсный модулятор сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний в виде многослойной поверхности Мебиуса с p-i-n-диодами

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструкции устройств СВЧ диапазона, предназначенных для генерации, преобразования, приема и передачи электромагнитных колебаний с кодово-импульсной модуляцией частоты. Согласно изобретению в кодово-импульсном модуляторе сверхвысокочастотных колебаний используется поверхность Мебиуса многослойной структуры металл-диэлектрик-металл-p-i-n-диоды-металл-диэлектрик-металл, причем в каждом сечении такой поверхности имеется емкостная составляющая, образованная прямоугольным диэлектриком с двух противоположных сторон покрытых металлическими обкладками. Через p-i-n-диоды имеется возможность подключения или отключения дополнительной обкладки таким образом, что емкость будет дискретно увеличиваться или уменьшаться (индуктивность при этом будет оставаться неизменной). Замыкание в виде односторонней поверхности Мебиуса из этих двух металлических обкладок формирует одну металлическую обкладку в виде двух витков короткозамкнутой индуктивности. Изобретение обеспечивает изменение резонансных характеристик в режимах бегущей и стоячей волны за счет подключения или отключения дополнительных обкладок к емкости в модуляторе при помощи p-i-n-диодов. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструкции устройств сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, предназначенных для генерации, преобразования, приема и передачи электромагнитных колебаний с кодово-импульсной модуляцией частоты.

Известен емкостной контур [1], предназначенный для преобразования энергии непосредственно либо в механическую, либо электрическую.

Недостатком известного контура является то, что он представляет собой только электрическую емкость, а не полноценный колебательный контур, состоящий из емкости и индуктивности с возможностью изменения величины емкости для дискретного изменения частоты колебаний.

Целью изобретения является решение технической задачи по формированию кодово-импульсной модуляции частоты за счет дискретного изменения величины емкости в колебательном контуре.

Особенностью заявленного модулятора является его способность генерировать стоячую или бегущую волну при кодово-импульсной модуляции за счет изменения емкостных характеристик колебательного контура в виде двух структур металл-диэлектрик-металл с возможностью их объединения или разъединения при помощи p-i-n-диодов.

Модулятор представляет собой замкнутую поверхность Мебиуса, образованную многослойной структурой в виде металл-диэлектрик-металл-p-i-n-диоды-металл-диэлектрик-металл, представленную на фиг. 1 (геометрические размеры обозначены как радиус поперечного сечения r и половина длины витка индуктивности в виде ).

Техническим результатом является изменение резонансных характеристик в режимах бегущей и стоячей волны за счет подключения или отключения дополнительных обкладок к емкости в модуляторе при помощи p-i-n-диодов.

Указанный технический результат достигается тем, что в модуляторе используется поверхность Мебиуса многослойной структуры металл-диэлектрик-металл-p-i-n-диоды-металл-диэлектрик-металл, причем в каждом сечении такой поверхности имеется емкостная составляющая, образованная прямоугольным диэлектриком с двух противоположных сторон покрытых металлическими обкладками. Через p-i-n-диоды имеется возможность подключения или отключения дополнительной обкладки таким образом, что емкость будет дискретно увеличиваться или уменьшаться (индуктивность при этом будет оставаться неизменной). Замыкание в виде односторонней поверхности Мебиуса из этих двух металлических обкладок формирует одну металлическую обкладку в виде двух витков короткозамкнутой индуктивности.

Указанные признаки взаимосвязаны между собой и являются существенными для получения требуемого технического результата в виде изменения резонансных характеристик в режимах бегущей и стоячей волны за счет подключения или отключения дополнительных обкладок к емкости в модуляторе при помощи p-i-n-диодов.

Модулятор сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний, в виде поверхности Мебиуса многослойной структуры металл-диэлектрик-металл-p-i-n-диоды-металл-диэлектрик-металл, представляет собой замкнутую многослойную структуру с перекрученными обкладками на один поворот 180 градусов. На фиг. 2 изображен разрез кольца Мебиуса, на котором показано, как металлические обкладки 1 вокруг диэлектрика 2 формируют емкостную составляющую контура и каким образом внешняя обкладка переходит во внутреннюю, а внутренняя во внешнюю. При этом две обкладки превращаются в одну, которая имеет форму индуктивности, состоящей из двух короткозамкнутых витков. Кроме того, показано, каким образом p-i-n-диоды позволяют подключать или отключать дополнительную обкладку. Лента Мебиуса может быть более узкой (диоды закрыты) или более широкой (диоды открыты) в зависимости от полярности поданного постоянного напряжения на диоды между внутренней основной и внешней дополнительной обкладками.

На фиг. 3 поясняется формирование колебательного контура из емкости и двухвитковой индуктивности с применением p-i-n-диодов для осуществления технического результата в виде изменения резонансных характеристик в режимах бегущей и стоячей волны за счет подключения или отключения дополнительных обкладок к емкости в модуляторе при помощи p-i-n-диодов.

Работает модулятор следующим образом: в любом сечении модулятора присутствует емкостная компонента в виде двух металлических обкладок 1 по противоположным сторонам диэлектрической поверхности 2. Величина емкости зависит от диэлектрической проницаемости изолятора его толщины h (расстояние между металлическими обкладками), ширины обкладок d и длины, причем длина обкладки соответствует длине одного витка контура. При открытых p-i-n-диодах обкладка будет шире на величину Δd, а емкость больше. Индуктивность представляет собой двухвитковую короткозамкнутую конструкцию соленоида, индуцирующую магнитное поле в зависимости от магнитной проницаемости диэлектрика, величины поперечного сечения контура и длины металлической обкладки. Так как ширина обкладки не влияет на индуктивность, то открыты или закрыты p-i-n-диоды, также не влияет на величину индуктивности. Индуктивность и емкость формируют совместно колебательный контур. При изменении ширины или толщины диэлектрика и обкладок параметры индуктивности будут сохраняться, а у емкости будут изменяться. Таким образом, имеется возможность независимого подбора частоты электромагнитных колебаний в модуляторе. За счет подключения дополнительной обкладки при помощи p-i-n-диодов емкость может быть дискретно изменена, что, в свою очередь, приведет к изменению резонансной частоты контура и позволит реализовать кодово-импульсную частотную модуляцию.

Расчет электрофизических параметров модулятора (индуктивности, емкости и частоты) можно провести по следующим формулам [2]:

где L - индуктивность, μ0 - магнитная постоянная, μ - относительная магнитная проницаемость, N - число витков, S - площадь сечения контура, -длина катушки в метрах. Если

тогда, после подстановки получим:

Подставив данное значение в формулу индуктивности для N=2 виткам, получим:

Емкость колебательного контура модулятора равна:

где С - емкость, ε - диэлектрическая проницаемость, ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума, h - толщина диэлектрика, - длина обкладки, d - ширина основной обкладки емкости, Δd - ширина дополнительной обкладки (подключается и с одной, и с другой стороны к основной обкладке одновременно при напряжении открытия р-i-n-диодов U=1 и отключается при U=0).

Подставляя эти значения в формулу по вычислению частоты колебательного контура

получим:

Таким образом, можно рассчитать обе частоты для модулятора СВЧ электромагнитных колебаний в виде поверхности Мебиуса многослойной структуры металл-диэлектрик-металл-p-i-n-диоды-металл-диэлектрик-металл с дискретным изменением частоты колебаний.

После расчета требуемых параметров модулятора СВЧ его можно изготовить при помощи аддитивных технологий на 3D-принтере.

Модулятор СВЧ электромагнитных колебаний в виде поверхности Мебиуса многослойной структуры металл-диэлектрик-металл-p-i-n-диоды-металл-диэлектрик-металл с дискретным изменением частоты колебаний может быть применен в системах связи и радиолокации. Целесообразно использовать модулятор во входных цепях цифровых активных фазированных антенных решеток.

Литература

1. Патент РФ на изобретение №2353995. Емкостной контур / Игнатов Б.Н. Опубл. 27.04.2009.

2. Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1984.

Кодово-импульсный модулятор сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний в виде многослойной поверхности Мебиуса с p-i-n-диодами, выполненный в виде поверхности Мебиуса, отличающийся тем, что в модуляторе используется поверхность Мебиуса многослойной структуры металл-диэлектрик-металл-p-i-n-диоды-металл-диэлектрик-металл, в каждом сечении которой имеется емкостная составляющая, образованная прямоугольным диэлектриком с двух противоположных сторон покрытых металлическими обкладками; через p-i-n-диоды имеется возможность подключения или отключения дополнительной обкладки таким образом, что емкость будет дискретно увеличиваться или уменьшаться; замыкание в виде односторонней поверхности Мебиуса из этих двух металлических обкладок формирует одну металлическую обкладку в виде двух витков короткозамкнутой индуктивности.
Кодово-импульсный модулятор сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний в виде многослойной поверхности Мебиуса с p-i-n-диодами
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 136 items.
20.02.2015
№216.013.2b7f

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542592
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b8d

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542606
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b8f

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542608
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b90

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542609
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b97

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542616
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2c9b

Энергоэффективное охлаждающее устройство

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например к устройствам для охлаждения компонентов электронной аппаратуры. Технический результат - повышение энергоэффективности системы охлаждения. Устройство содержит светоизлучающий термомодуль с линейным расположением p-n-переходов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542887
Дата охранного документа: 27.02.2015
20.04.2015
№216.013.41f3

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548381
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.07.2015
№216.013.62ce

Реанимационный комплекс для новорожденных

Изобретение относится к медицине, в частности к неонатологии, и предназначено для проведения мероприятий по восстановлению жизненно важных функций новорожденных. Реанимационный комплекс для новорожденных содержит стол с инкубатором, имеющим двойные стенки и боковую крышку, в котором размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556841
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.07.2015
№216.013.62cf

Реанимационный комплекс для новорожденных

Изобретение относится к медицине, в частности к неонатологии, и предназначено для проведения мероприятий по восстановлению жизненно важных функций новорожденных. Реанимационный комплекс для новорожденных содержит стол с инкубатором, имеющим двойные стенки и боковую крышку, в котором размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556842
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.07.2015
№216.013.62d2

Термоэлектрическое устройство для теплового воздействия на руку человека

Изобретение относится к медицинской технике. Термоэлектрическое устройство для теплового воздействия на руку человека содержит температурный раздражитель. Термоэлектрические модули температурного раздражителя встроены в гибкое эластичное основание с отверстиями для их установки и подключены к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556845
Дата охранного документа: 20.07.2015
Showing 51-60 of 150 items.
20.06.2016
№217.015.0340

Способ производства компота из персиков с косточками

Изобретение относится к консервной промышленности, а именно к способу производства компота из персиков с косточками. Способ характеризуется тем, что банки с расфасованными в них плодами перед заливкой сиропа обрабатывают СВЧ-полем с частотой 2400±50 МГц в течение 1,0-1,5 мин. Затем заливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587585
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№217.015.039d

Тонкопленочное термоэлектрическое устройство со сбалансированными электрофизическими параметрами р- и n-полупроводниковых ветвей

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, в частности к устройствам для охлаждения компьютерных процессоров. Техническим результатом является повышение эффективности системы охлаждения. Тонкопленочное термоэлектрическое устройство со сбалансированными электрофизическими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587435
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№217.015.03aa

Экономичный световой транзистор

Использование: для изготовления электронных компонентов микросхем. Сущность изобретения заключается в том, что экономичный световой транзистор выполнен в виде биполярного транзистора n-p-n-структуры, в нем р-n-переход, на котором электроны переходят из n зоны в р зону, сформирован в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587534
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№217.015.04ff

Способ производства компота из персиков с косточками

Изобретение относится к консервной промышленности, а именно к способу производства компота из персиков с косточками. Плоды после расфасовки в банки заливают на 2-3 мин водой с температурой 85°C, затем повторно заливают на 2-3 мин водой с температурой 95°C. После чего заменяют воду сиропом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587576
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№217.015.0504

Способ производства компота из персиков с косточками

Изобретение относится к консервной промышленности, а именно к способу производства компота из персиков с косточками. Способ характеризуется тем, что банки с расфасованными в них плодами перед заливкой сиропа обрабатывают СВЧ-полем с частотой 2400±50 МГц в течение 1,5-2,0 мин. Затем заливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587583
Дата охранного документа: 20.06.2016
10.06.2016
№216.015.447b

Способ формирования активной n-области солнечных элементов

Изобретение относится к солнечной энергетике. Способ формирования активной n- области солнечных элементов включает процесс образования фосфоросиликатного стекла на поверхности полупроводниковой пластины из газовой фазы, при этом в качестве источника диффузанта используется жидкий источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586267
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.4542

Способ обработки поверхности пластин для формирования солнечных элементов

Изобретение относится к технологии обработки поверхности полупроводниковых пластин, в частности к процессам очистки поверхности пластин между технологическими операциями, для изготовления солнечных элементов. Способ согласно изобретению заключается в том, что с поверхности пластин происходит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586266
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.4667

Способ осаждения тонких пленок на поверхности подложек для изготовления солнечных элементов

Изобретение относится к технологии изготовления солнечных элементов. Способ согласно изобретению заключается в том, что на поверхности подложки формируют тонкий слой пленки диоксида кремния за счет горения водорода и сухого кислорода в среде азота при расходе газов: N=450 л/ч;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586265
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.4a45

Способ обработки поверхности кремниевой подложки

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности к способу обработки обратной стороны кремниевых подложек перед напылительными процессами. Техническим результатом изобретения является получение поверхности с хорошей адгезией к напыляемым металлам,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587096
Дата охранного документа: 10.06.2016
20.08.2016
№216.015.4b43

Способ формирования затворной области силового транзистора

Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов, в частности к способу формирования затворной области силового транзистора, включающему диффузию бора из твердого планарного источника. Сущность способа заключается в том, что формируют диффузионную кремниевую структуру с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594652
Дата охранного документа: 20.08.2016
+ добавить свой РИД