RU2656834C2 - Improved delay line, protecting against short-term pulses with the increased duration - Google Patents
Improved delay line, protecting against short-term pulses with the increased duration Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656834C2 RU2656834C2 RU2016141523A RU2016141523A RU2656834C2 RU 2656834 C2 RU2656834 C2 RU 2656834C2 RU 2016141523 A RU2016141523 A RU 2016141523A RU 2016141523 A RU2016141523 A RU 2016141523A RU 2656834 C2 RU2656834 C2 RU 2656834C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- line
- pulses
- odd
- modes
- signal
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/30—Time-delay networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/38—Impedance-matching networks
- H03H7/40—Automatic matching of load impedance to source impedance
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/159—Applications of delay lines not covered by the preceding subgroups
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Waveguide Connection Structure (AREA)
Abstract
Description
В настоящее время актуальной задачей является защита радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от сверхкоротких импульсов (СКИ) наносекундного и субнаносекундного диапазонов, которые способны проникать в различные узлы РЭА, минуя электромагнитные экраны устройств. Традиционными схемотехническими средствами защиты от таких импульсов являются фильтры, устройства развязки, ограничители помех, разрядные устройства, а конструктивными - защитные экраны и методы повышения однородности экранов, заземление и методы уменьшения импедансов цепей питания. Известно, что включаемые на входе аппаратуры устройства защиты обладают рядом недостатков (малая мощность, недостаточное быстродействие, паразитные параметры), затрудняющих защиту от мощных СКИ. Эффективная защита в широком диапазоне воздействий требует сложных многоступенчатых устройств. Между тем, наряду с высокими характеристиками, практика требует простоты и дешевизны устройств защиты, поэтому необходима разработка новых устройств защиты от СКИ.Currently, the urgent task is to protect electronic equipment (REA) from ultra-short pulses (SRI) of the nanosecond and subnanosecond ranges, which are able to penetrate into various REA nodes, bypassing the electromagnetic screens of the devices. Traditional circuitry protection against such impulses are filters, isolation devices, noise suppressors, discharge devices, and protective screens and methods for increasing the uniformity of screens, grounding and methods for reducing the impedances of power circuits are constructive. It is known that the protection devices included at the input of the equipment have a number of disadvantages (low power, insufficient speed, spurious parameters) that make it difficult to protect against powerful SRS. Effective protection over a wide range of impacts requires sophisticated multi-stage devices. Meanwhile, along with high performance, practice requires simplicity and low cost of protection devices, therefore, it is necessary to develop new protection devices against SRS.
Наиболее близкой к заявляемому устройству является микрополосковая линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов [Surovtsev R.S., Nosov A.V., Zabolotsky A.M. Simple Method of Protection against UWB Pulses Based on a Turn of Meander Microstrip Line Proc. of 16-th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices / R.S. Surovtsev, A.V. Nosov, A.M. Zabolotsky // Novosibirsk State Technical University. - Erlagol, Altai - 29 June - 3 Jule, 2015, pp. 175-177], которая состоит из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников, соединенных между собой на одном конце, диэлектрической среды, с выбором параметров линии, одновременно обеспечивающих: равенство среднего геометрического значения волновых сопротивлений четной и нечетной мод волновому сопротивлению тракта, в который включена линия; значения минимальной из погонных задержек четной и нечетной мод линии, а также модуля их разности, умноженных на длину линии, большие, чем сумма длительностей фронта, плоской вершины и спада импульса, подающегося в линию; минимальную амплитуду сигнала на выходе линии.Closest to the claimed device is a microstrip delay line that protects against ultrashort pulses [Surovtsev R.S., Nosov A.V., Zabolotsky A.M. Simple Method of Protection against UWB Pulses Based on a Turn of Meander Microstrip Line Proc. of 16-th International Conference of Young Specialists on Micro / Nanotechnologies and Electron Devices / R.S. Surovtsev, A.V. Nosov, A.M. Zabolotsky // Novosibirsk State Technical University. - Erlagol, Altai - June 29 - 3 Jule, 2015, pp. 175-177], which consists of one reference conductor, two signal conductors parallel to it and to each other, interconnected at one end, of a dielectric medium, with a choice of line parameters, which simultaneously ensures: equality of the geometric mean value of the wave resistances of the even and odd modes to the wave the resistance of the path into which the line is included; the values of the minimum of linear delays of the even and odd line modes, as well as the modulus of their difference, multiplied by the line length, are greater than the sum of the durations of the front, flat top, and decay of the pulse fed into the line; minimum amplitude of the signal at the output of the line.
Недостатками устройства-прототипа являются малая длительность СКИ, от которого может быть обеспечена защита РЭА, и малое ослабление его амплитуды.The disadvantages of the prototype device are the short duration of the SRS, from which CEA protection can be provided, and a small attenuation of its amplitude.
Заявляется линия задержки, состоящая из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников, соединенных между собой на одном конце, диэлектрической среды, с выбором параметров линии такими, что обеспечиваются равенство среднего геометрического значения волновых сопротивлений четной и нечетной мод волновому сопротивлению тракта, в который включена линия, значения минимальной из погонных задержек четной и нечетной мод линии, а также модуля их разности, умноженных на длину линии, большие, чем сумма длительностей фронта, плоской вершины и спада импульса, подающегося в линию, отличающаяся тем, что выбором параметров поперечного сечения линии минимизируется модуль разности значений максимальной и удвоенной минимальной из погонных задержек и выравниваются амплитуды первых трех импульсов на выходе линии.A delay line is declared, consisting of one reference conductor, two signal conductors parallel to it and to each other, connected at one end, of a dielectric medium, with a choice of line parameters such that the geometric mean values of the wave resistances of the even and odd modes are equal to the path wave impedance , in which the line is included, the values of the minimum of linear delays of the even and odd modes of the line, as well as the modulus of their difference, multiplied by the line length, are larger than the sum of the front, flat top and decay of the pulse fed into the line, characterized in that the choice of the parameters of the cross section of the line minimizes the modulus of the difference between the maximum and doubled minimum of the running delays and equalizes the amplitudes of the first three pulses at the output of the line.
Достоинством заявляемого устройства, в отличие от устройства-прототипа, являются увеличенная длительность СКИ, защита от которого может быть обеспечена, и увеличенное ослабление его амплитуды.The advantage of the claimed device, in contrast to the prototype device, is the increased duration of the SRS, protection from which can be provided, and increased attenuation of its amplitude.
Техническим результатом является увеличение длительности СКИ, который может быть полностью разложен в витке меандровой линии задержки, а также увеличенное ослабление его амплитуды на выходе линии. Прежде всего, технический результат достигается за счет разноса по времени импульсов четной и нечетной моды на значение, равное произведению удвоенной длины линии и минимальной из погонных задержек четной или нечетной мод линии. Это обеспечивается за счет минимизации модуля разности значения максимальной из погонных задержек четной и нечетной мод линии и значения минимальной из этих задержек. Обеспечение этого условия позволяет увеличить длительность исходного импульса, разлагаемого на последовательность импульсов с меньшей амплитудой. Первые три импульса (импульс перекрестной наводки и импульсы четной и нечетной мод) разнесены относительно друг друга по времени на одинаковое значение, равное удвоенному произведению длины линии и минимального из значений погонной задержки четной и нечетной мод. Позже, к концу линии будут приходить импульсы чередующейся полярности, вызванные отражениями, и отстоящие от первых трех импульсов и относительно друг друга на значение, равное удвоенному произведению длины линии и минимального из значений погонной задержки четной и нечетной мод. Последнее условие может быть обеспечено за счет сильной торцевой связи между сигнальными проводниками линии, например за счет уменьшения расстояния между ними, выбором оптимального значения которого можно выровнять и минимизировать амплитуды первых трех импульсов сигнала на выходе линии. Таким образом, за счет разложения исходного импульса на последовательность импульсов меньшей амплитуды обеспечивается защита от СКИ, за счет разноса этих импульсов на величину, равную удвоенному произведению длины линии и минимального из значений погонной задержки четной и нечетной мод, обеспечивается увеличенная (по сравнению с устройством-прототипом) длительность СКИ, который может быть разложен в такой линии, а за счет выбора оптимальной связи между сигнальными проводниками обеспечивается выравнивание амплитуд первых трех импульсов на выходе линии. При этом максимальная длительность полностью разлагаемого СКИ соответствует удвоенному произведению длины линии и значения наименьшей из погонных задержек четной или нечетной мод линии, а за счет выравнивания амплитуд первых трех импульсов минимизируется амплитуда выходного сигнала. Приведенные выше качественные оценки достижимости технического результата подтверждаются ниже количественными оценками, полученными в результате моделирования.The technical result is an increase in the duration of the SRS, which can be completely decomposed in a turn of the meander delay line, as well as an increased attenuation of its amplitude at the output of the line. First of all, the technical result is achieved due to the time spacing of the pulses of the even and odd modes by a value equal to the product of the doubled line length and the minimum of the linear delays of the even or odd line modes. This is achieved by minimizing the absolute value of the difference in the value of the maximum of the running delays of the even and odd line modes and the value of the minimum of these delays. Providing this condition allows you to increase the duration of the initial pulse, decomposed into a sequence of pulses with a smaller amplitude. The first three pulses (cross-pulse and even and odd mode pulses) are spaced relative to each other in time by the same value equal to twice the product of the line length and the minimum of the linear delay of the even and odd modes. Later, pulses of alternating polarity will come to the end of the line, caused by reflections, and separated from the first three pulses and relative to each other by a value equal to twice the product of the line length and the minimum of the linear delay of the even and odd modes. The latter condition can be ensured by a strong end connection between the signal conductors of the line, for example, by reducing the distance between them, by choosing the optimal value of which it is possible to align and minimize the amplitudes of the first three signal pulses at the output of the line. Thus, due to the decomposition of the initial pulse into a sequence of pulses of lower amplitude, protection from SRS is ensured, due to the separation of these pulses by an amount equal to twice the product of the line length and the minimum of the linear delay of the even and odd modes, the increased (compared to prototype) the duration of the SRS, which can be decomposed in such a line, and by choosing the optimal connection between the signal conductors, the amplitudes of the first three pulses are aligned s at the exit line. In this case, the maximum duration of the completely decomposable SRS corresponds to the double product of the line length and the value of the smallest of the linear delays of the even or odd line modes, and due to the equalization of the amplitudes of the first three pulses, the amplitude of the output signal is minimized. The above qualitative estimates of the attainability of the technical result are confirmed below by the quantitative estimates obtained as a result of modeling.
На фиг. 1а приведено поперечное сечение заявляемой линии, со следующими параметрами: w и t - ширина и толщина проводников соответственно, s - расстояние между проводниками, h - толщина диэлектрической подложки, εr - относительная диэлектрическая проницаемость подложки. На фиг. 1б приведена эквивалентная схема заявляемой линии. Она состоит из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников длиной l=45 мм каждый, находящихся на диэлектрической подложке и соединенных между собой на одном конце. Один из проводников линии соединен с источником импульсных сигналов, представленным на схеме идеальным источником э.д.с. ЕГ и внутренним сопротивлением RГ. Форма э.д.с. источника имеет форму трапеции с длительностью плоской вершины 100 пс, а фронта и спада по 50 пс. Другой проводник линии соединен с приемным устройством, представленным на схеме сопротивлением RH.In FIG. 1a shows a cross section of the claimed line, with the following parameters: w and t are the width and thickness of the conductors, respectively, s is the distance between the conductors, h is the thickness of the dielectric substrate, ε r is the relative dielectric constant of the substrate. In FIG. 1b shows the equivalent circuit of the claimed line. It consists of one supporting conductor, two signal conductors parallel to it and to each other with a length of l = 45 mm each, located on a dielectric substrate and interconnected at one end. One of the line conductors is connected to a pulse signal source, represented on the circuit as an ideal emf source E G and internal resistance R G. EMF form the source has the shape of a trapezoid with a duration of a flat top of 100 ps, and a front and a decline of 50 ps. Another conductor of the line is connected to the receiving device, shown in the diagram by the resistance R H.
Значения RГ и RH для минимизации отражения сигнала на концах проводников линии приняты равными среднему геометрическому волновых сопротивлений четной и нечетной мод линии:The values of R Г and R H to minimize signal reflection at the ends of the line conductors are taken equal to the geometric mean of the wave impedances of the even and odd line modes:
где Z11 и Z12 - соответствующие коэффициенты матрицы импедансов Z.where Z 11 and Z 12 are the corresponding coefficients of the impedance matrix Z.
Параметры поперечного сечения на фиг. 2б выбраны так, чтобы выполнялись условия:The cross-sectional parameters in FIG. 2b are selected so that the conditions are satisfied:
где τmax и τmin - наибольшее и наименьшее из значений погонных задержек четной и нечетной мод соответственно, a tr, td и tƒ - длительности фронта, плоской вершины и спада импульса соответственно.where τ max and τ min are the largest and smallest of the linear delays of the even and odd modes, respectively, and at r , t d and t ƒ are the durations of the front, flat peak, and pulse decay, respectively.
Выполнение условия (2) обеспечивает приход основного импульса сигнала к концу линии по окончании ближней перекрестной наводки от фронта сигнала. Условие (3) обеспечивает полное разложение импульса основного сигнала в конце линии на импульсы четной и нечетной мод. Наконец, выполнение условия (4) обеспечивает разложение СКИ с большей длительностью (до 2⋅l⋅τmin), в отличие от устройства прототипа.The fulfillment of condition (2) ensures that the main pulse of the signal arrives at the end of the line at the end of the near crosstalk from the signal front. Condition (3) ensures the complete decomposition of the main signal pulse at the end of the line into even and odd mode pulses. Finally, the fulfillment of condition (4) ensures the decomposition of the SRS with a longer duration (up to 2⋅l⋅τ min ), in contrast to the prototype device.
Для доказательства реализуемости заявляемого устройства сначала рассмотрим линию задержки со следующими параметрами поперечного сечения: w=300 мкм, t=105 мкм, s=23 мкм, d=900 мкм, h=510 мкм, εr=10. Длина линии l=45 мм. Вычисленные матрицы погонных параметров:To prove the feasibility of the claimed device, we first consider a delay line with the following cross-sectional parameters: w = 300 μm, t = 105 μm, s = 23 μm, d = 900 μm, h = 510 μm, ε r = 10. Line length l = 45 mm. The calculated matrix of linear parameters:
Значения сопротивлений RH и RГ, вычисленные по (1) с помощью соответствующих коэффициентов матрицы Z, получились равными 32,06 Ом.The values of the resistances R H and R G , calculated according to (1) using the corresponding coefficients of the matrix Z, turned out to be 32.06 Ohms.
Погонные задержки четной и нечетной мод для симметричной, относительно опорного проводника, структуры связанных линий передачи вычисляются как [Малютин Н.Д. Многосвязные полосковые структуры и устройства на их основе / Н.Д. Малютин. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1990. - 164 с.]The linear delays of the even and odd modes for the symmetric, relative to the reference conductor, structure of the coupled transmission lines are calculated as [Malyutin ND Multiply connected strip structures and devices based on them / N.D. Malyutin. - Tomsk: Publishing house Tom. University, 1990. - 164 p.]
где С11 и С12, L11 и L12 - соответствующие элементы матриц (коэффициентов электростатической и электромагнитной индукции) L и С.where C 11 and C 12 , L 11 and L 12 are the corresponding elements of the matrices (electrostatic and electromagnetic induction coefficients) L and C.
По выражению (5) с помощью соответствующих коэффициентов матриц С и L получим τe=8,10 нс/m, τo=5,46 нс/м. Так как погонная задержка нечетной моды имеет наименьшее значение, то ее произведение на удвоенную длину линии составляет 491,4 пс. Сумма длительностей фронта, плоской вершины и спада импульсного сигнала составляет 200 пс. Таким образом, условие (2) выполняется с запасом. Произведение модуля разности погонных задержек четной и нечетной мод линии на ее удвоенную длину составляет 237,6 пс. Таким образом, условие (3) выполняется. Однако не выполняется условие (4), поскольку разность максимальной из погонных задержек и удвоенной минимальной составляет 2,28 нс/м. Форма сигнала в конце такой линии при воздействии импульсом в виде трапеции с длительностью 200 пс представлена на фиг 2а. Как видно, при длительности воздействующего сигнала 200 пс его прохождение по витку меандровой линии приводит к разложению сигнала на три основных импульса (импульс перекрестной наводки на ближнем конце и импульсы четной и нечетной мод сигнала). Амплитуда этих импульсов составляет около 40% от амплитуды сигнала в начале линии. Позже к концу линии приходят импульсы разной полярности и меньшей амплитуды, вызванные отражениями. При увеличении длительности воздействующего сигнала до 500 пс (фиг. 2б) его прохождение по витку меандровой линии приводит к разложению исходного сигнала лишь на два основных импульса: импульс перекрестной наводки на ближнем конце и импульс, который является результатом суперпозиции импульсов четной и нечетной мод сигнала. При этом амплитуда сигнала увеличивается до 80% от амплитуды сигнала в начале линии. Таким образом, устройство позволяет получить минимальную амплитуду СКИ на выходе линии, но только для СКИ с длительностью менее 200 пс, поскольку не обеспечивает разложение СКИ с длительностями более 200 пс.According to expression (5), using the corresponding coefficients of the matrices C and L, we obtain τ e = 8.10 ns / m, τ o = 5.46 ns / m. Since the linear delay of the odd mode has the least value, its product by the doubled line length is 491.4 ps. The sum of the durations of the front, flat top, and decay of the pulse signal is 200 ps. Thus, condition (2) is fulfilled with a margin. The product of the modulus of the difference in linear delays of the even and odd line modes by its doubled length is 237.6 ps. Thus, condition (3) is satisfied. However, condition (4) is not satisfied, since the difference between the maximum of the running delays and the doubled minimum is 2.28 ns / m. The waveform at the end of such a line when exposed to a trapezoidal pulse with a duration of 200 ps is shown in FIG. 2a. As can be seen, when the duration of the acting signal is 200 ps, its passage along the meander line turns the signal into three main pulses (cross-pulse at the near end and pulses of the even and odd signal modes). The amplitude of these pulses is about 40% of the signal amplitude at the beginning of the line. Later, pulses of different polarity and lower amplitude caused by reflections arrive at the end of the line. With an increase in the duration of the acting signal to 500 ps (Fig. 2b), its passage along the meander line turns into the decomposition of the initial signal into only two main pulses: a cross-pulse at the near end and a pulse that is the result of a superposition of pulses of the even and odd signal modes. In this case, the signal amplitude increases to 80% of the signal amplitude at the beginning of the line. Thus, the device allows to obtain the minimum amplitude of the SRS at the output of the line, but only for the SRS with a duration of less than 200 ps, since it does not decompose the SRS with a duration of more than 200 ps.
Следующей рассмотрим линию, поперечное сечение которой также соответствует фиг. 1а. Для обеспечения выполнения условий (2)-(4) параметры поперечного сечения выбраны следующими: w=300 мкм, t=205 мкм, s=17 мкм, d=900 мкм, h=510 мкм, εr=30. Длина линии l=45 мм. Вычисленные матрицы:Next, we consider a line whose cross section also corresponds to FIG. 1a. To ensure that conditions (2) - (4) are satisfied, the cross-sectional parameters are chosen as follows: w = 300 μm, t = 205 μm, s = 17 μm, d = 900 μm, h = 510 μm, ε r = 30. Line length l = 45 mm. Calculated matrices:
Значения сопротивлений RH и RГ, вычисленные по (1) с помощью соответствующих коэффициентов матрицы Z, получились равными 17,67 Ом.The values of the resistances R H and R G , calculated according to (1) using the corresponding coefficients of the matrix Z, turned out to be equal to 17.67 Ohms.
По выражению (5) с помощью соответствующих коэффициентов матриц С и L получим τe=13,16 нс/м, τo=6,57 нс/м. Погонная задержка нечетной моды имеет наименьшее значение, а ее произведение на удвоенную длину линии составляет 591,3 пс. Сумма длительностей фронта, плоской вершины и спада импульсного сигнала составляет 200 пс. Таким образом, условие (2) выполняется с запасом. Произведение модуля разности погонных задержек четной и нечетной мод линии на ее удвоенную длину составляет 591,3 пс. Таким образом, условие (3) также выполняется. Наконец, выполняется условие (4), поскольку разность максимальной и удвоенной минимальной из погонных задержек составляет 0,002. Таким образом, условие (4) выполняется с точностью до третьего знака. На фиг. 3 приведены формы сигнала на выходе заявляемого устройства при воздействии импульсом в виде трапеции с длительностями 200 и 500 пс. Как видно из фиг. 3а, при воздействии импульсом с малой длительностью (200 пс) его прохождение по витку меандровой линии также приводит к разложению сигнала на три основных импульса (импульс перекрестной наводки и импульсы четной и нечетной мод сигнала), однако эти импульсы имеют разную амплитуду. Максимальная амплитуда выходного сигнала составляет около 50% от амплитуды сигнала в начале линии. Из фиг. 3б видно, что прохождение по витку меандровой линии импульса с длительностью 500 пс также приводит к его разложению на три основных импульса, а максимальная амплитуда выходного сигнала также составляет 50% от амплитуды сигнала в начале линии. Таким образом, устройство обеспечивает разложение импульсов с большей длительностью, но не обеспечивает должного ослабления амплитуды СКИ.According to expression (5), using the corresponding coefficients of the matrices C and L, we obtain τ e = 13.16 ns / m, τ o = 6.57 ns / m. The linear delay of the odd mode has the smallest value, and its product by the doubled line length is 591.3 ps. The sum of the durations of the front, flat top, and decay of the pulse signal is 200 ps. Thus, condition (2) is fulfilled with a margin. The product of the modulus of the difference in linear delays of the even and odd line modes by its doubled length is 591.3 ps. Thus, condition (3) also holds. Finally, condition (4) is satisfied, since the difference between the maximum and doubled minimum of the running delays is 0.002. Thus, condition (4) is satisfied to the third character. In FIG. 3 shows the waveform at the output of the claimed device when exposed to a pulse in the form of a trapezoid with a duration of 200 and 500 ps. As can be seen from FIG. 3a, when exposed to a pulse with a short duration (200 ps), its passage along the meander line also leads to the decomposition of the signal into three main pulses (cross-pulse and even and odd signal modes), however, these pulses have different amplitudes. The maximum amplitude of the output signal is about 50% of the amplitude of the signal at the beginning of the line. From FIG. 3b it can be seen that the passage of a pulse with a duration of 500 ps along the meander line also leads to its decomposition into three main pulses, and the maximum amplitude of the output signal is also 50% of the signal amplitude at the beginning of the line. Thus, the device provides a decomposition of pulses with a longer duration, but does not provide the proper attenuation of the amplitude of the SRS.
Наконец, рассмотрим заявляемую линию, поперечное сечение которой также соответствует фиг. 1а. Для обеспечения выполнения условий (2)-(4), а также для минимизации амплитуды на выходе заявляемой линии параметры поперечного сечения выбраны следующими: w=850 мкм, t=452 мкм, s=46 мкм, d=2550 мкм, h=540 мкм, εr=40. Длина линии l=45 мм. Вычисленные матрицы:Finally, consider the claimed line, the cross section of which also corresponds to FIG. 1a. To ensure the fulfillment of conditions (2) - (4), as well as to minimize the amplitude at the output of the claimed line, the cross-sectional parameters were chosen as follows: w = 850 μm, t = 452 μm, s = 46 μm, d = 2550 μm, h = 540 μm, ε r = 40. Line length l = 45 mm. Calculated matrices:
Значения сопротивлений RH и RГ, вычисленные по (1) с помощью соответствующих коэффициентов матрицы Z, получились равными 17,67 Ом.The values of the resistances R H and R G , calculated according to (1) using the corresponding coefficients of the matrix Z, turned out to be equal to 17.67 Ohms.
По выражению (5) с помощью соответствующих коэффициентов матриц С и L получим τe=16,61 нс/м, τo=8,31 нс/м. Погонная задержка нечетной моды имеет наименьшее значение, а ее произведение на удвоенную длину линии составляет 747,9 пс. Сумма длительностей фронта, плоской вершины и спада импульсного сигнала составляет 200 пс. Таким образом, условие (2) выполняется с запасом. Произведение модуля разности погонных задержек четной и нечетной мод линии на ее удвоенную длину составляет 747 пс. Таким образом, условие (3) также выполняется. Наконец, выполняется условие (4), поскольку разность максимальной и удвоенной минимальной из погонных задержек составляет 0,01. Таким образом, условие (4) выполняется с точностью до второго знака. На фиг. 4 приведены формы сигнала на выходе заявляемого устройства при воздействии импульсом в виде трапеции с длительностью 200 и 500 пс. Как видно из фиг. 4а, при воздействии импульсом с малой длительностью (200 пс) его прохождение по витку меандровой линии также приводит к разложению сигнала на три основных импульса (импульс перекрестной наводки и импульсы четной и нечетной мод сигнала) одинаковой амплитуды. Максимальная амплитуда выходного сигнала составляет около 32% от амплитуды сигнала в начале линии. Из фиг. 4б видно, что прохождение по витку меандровой линии импульса с длительностью 500 пс также приводит к его разложению на три основных импульса с одинаковой и минимальной амплитудой, которая составляет около 32% от амплитуды сигнала в начале линии. Таким образом, устройство обеспечивает разложение СКИ с большей длительностью и с большим ослаблением амплитуды выходного сигнала.According to expression (5), using the corresponding coefficients of the matrices C and L, we obtain τ e = 16.61 ns / m, τ o = 8.31 ns / m. The linear delay of the odd mode has the least value, and its product by the doubled line length is 747.9 ps. The sum of the durations of the front, flat top, and decay of the pulse signal is 200 ps. Thus, condition (2) is fulfilled with a margin. The product of the modulus of the difference in linear delays of the even and odd modes of the line by its doubled length is 747 ps. Thus, condition (3) also holds. Finally, condition (4) is satisfied, since the difference between the maximum and doubled minimum of the running delays is 0.01. Thus, condition (4) is satisfied to the second sign. In FIG. 4 shows the waveform at the output of the claimed device when exposed to a pulse in the form of a trapezoid with a duration of 200 and 500 ps. As can be seen from FIG. 4a, when exposed to a pulse with a short duration (200 ps), its passage along the meander line turns also leads to the decomposition of the signal into three main pulses (cross-pulse and even and odd signal modes) of the same amplitude. The maximum amplitude of the output signal is about 32% of the amplitude of the signal at the beginning of the line. From FIG. 4b it can be seen that the passage of a pulse with a duration of 500 ps along the meander line also leads to its decomposition into three main pulses with the same and minimum amplitude, which is about 32% of the signal amplitude at the beginning of the line. Thus, the device provides a decomposition of the SRS with a longer duration and with a large attenuation of the amplitude of the output signal.
Таким образом, показан технический результат, на достижение которого направлена заявляемая линия - увеличение длительности и ослабление амплитуды СКИ, от которого требуется защита.Thus, the technical result is shown, the achievement of which the claimed line is aimed at - increasing the duration and attenuation of the amplitude of the SRS, from which protection is required.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016141523A RU2656834C2 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Improved delay line, protecting against short-term pulses with the increased duration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016141523A RU2656834C2 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Improved delay line, protecting against short-term pulses with the increased duration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016141523A RU2016141523A (en) | 2018-04-23 |
| RU2656834C2 true RU2656834C2 (en) | 2018-06-06 |
Family
ID=62044263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016141523A RU2656834C2 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Improved delay line, protecting against short-term pulses with the increased duration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656834C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2691844C1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-06-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Improved meander microstrip delay line, which protects from electrostatic discharge |
| RU2694741C1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-07-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Meander microstrip line of delay, which protects from electrostatic discharge |
| RU2763692C1 (en) * | 2020-11-27 | 2021-12-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Microstrip line with a symmetrical conductor on top, protecting from ultrashort pulses |
| RU2763853C1 (en) * | 2021-03-02 | 2022-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Microstrip line with two side grounded conductors, protecting against ultrashort pulses |
| RU2781266C1 (en) * | 2022-04-12 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Method for execution of modal filter with corner passive conductor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7453935B2 (en) * | 1998-11-09 | 2008-11-18 | Broadcom Corporation | Multi-pair gigabit ethernet transceiver having decision feedback equalizer |
| US20140195577A1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-07-10 | Avatekh, Inc. | Method and Apparatus for Signal Filtering and for Improving Properties of Electronic Devices |
| RU2556438C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Non-jamming delay line |
| RU2584502C2 (en) * | 2013-12-30 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Microstrip line with stable delay |
| RU2600098C1 (en) * | 2015-09-02 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Meander delay line of two coils, which protects from ultrashort pulses |
-
2016
- 2016-10-21 RU RU2016141523A patent/RU2656834C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7453935B2 (en) * | 1998-11-09 | 2008-11-18 | Broadcom Corporation | Multi-pair gigabit ethernet transceiver having decision feedback equalizer |
| US20140195577A1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-07-10 | Avatekh, Inc. | Method and Apparatus for Signal Filtering and for Improving Properties of Electronic Devices |
| RU2556438C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Non-jamming delay line |
| RU2584502C2 (en) * | 2013-12-30 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Microstrip line with stable delay |
| RU2600098C1 (en) * | 2015-09-02 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Meander delay line of two coils, which protects from ultrashort pulses |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2691844C1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-06-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Improved meander microstrip delay line, which protects from electrostatic discharge |
| RU2694741C1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-07-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Meander microstrip line of delay, which protects from electrostatic discharge |
| RU2763692C1 (en) * | 2020-11-27 | 2021-12-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Microstrip line with a symmetrical conductor on top, protecting from ultrashort pulses |
| RU2763853C1 (en) * | 2021-03-02 | 2022-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Microstrip line with two side grounded conductors, protecting against ultrashort pulses |
| RU2781266C1 (en) * | 2022-04-12 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Method for execution of modal filter with corner passive conductor |
| RU2784037C1 (en) * | 2022-04-22 | 2022-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Two-step microstrip line with two lateral grounded conductors protecting against ultra-short pulses |
| RU2784034C1 (en) * | 2022-04-22 | 2022-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Two-step microstrip line with a grounded conductor on the top, protecting against ultrashort pulses |
| RU2788187C1 (en) * | 2022-04-22 | 2023-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Two-segment microstrip line with two symmetrical conductors on top, protecting against ultrashort pulses |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016141523A (en) | 2018-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2607252C1 (en) | Meander micro-strip delay line, protecting against ultrashort pulses | |
| RU2606709C1 (en) | Meander delay line with face connection, which protects from ultrashort pulses | |
| RU2656834C2 (en) | Improved delay line, protecting against short-term pulses with the increased duration | |
| Surovtsev et al. | Pulse decomposition in the turn of meander line as a new concept of protection against UWB pulses | |
| Surovtsev et al. | Simple method of protection against UWB pulses based on a turn of meander microstrip line | |
| RU2691844C1 (en) | Improved meander microstrip delay line, which protects from electrostatic discharge | |
| RU2624465C2 (en) | Four-way mirror-symmetrically structure, protecting from ultrashort impulses | |
| Nosov et al. | Simulating hybrid protection against ultrashort pulse based on its modal decomposition | |
| Kim et al. | Ultrashort pulse decomposition in hybrid protection devices based on the cascade-connected modal filter and meander line with broad-side coupling | |
| RU2724970C1 (en) | Meander line delay with face communication of two turns, which protects from ultrashort pulses | |
| RU2637484C1 (en) | Delay line protecting from ultrashort pulses with increased duration | |
| RU2600098C1 (en) | Meander delay line of two coils, which protects from ultrashort pulses | |
| Nosov et al. | Revealing new possibilities of ultrashort pulse decomposition in a turn of asymmetrical meander delay line | |
| RU2724972C1 (en) | Meander microstrip delay line of two turns, which protects against ultrashort pulses | |
| RU2742049C1 (en) | Meander line delay with face communication, protecting from ultrashort pulses with increased duration | |
| RU2724983C1 (en) | Improved meander delay line with face connection, which protects from ultrashort pulses | |
| RU2597940C1 (en) | Delay line protecting from ultrashort pulses | |
| Belousov et al. | Maximization of duration of ultrashort pulse that is completely decomposed in multiconductor modal filters | |
| RU2789435C1 (en) | Four-turn face-coupled square wave delay line that protects against ultra-short pulses | |
| Nosov et al. | Investigation of possibility of protection against electrostatic discharge using meander microstrip line | |
| Surovtsev et al. | Protection against ultrashort pulses based on a turn of meander microstrip line | |
| RU2769104C1 (en) | Meander microstrip line with two passive conductors, protecting against ultrashort pulses | |
| RU2748423C1 (en) | Strip structure protecting against extra short pulses in differential and synphase modes | |
| RU2767975C1 (en) | Meandra line with face coupling and passive conductor protecting against ultra-short pulses | |
| RU2726743C1 (en) | Mirror-symmetric meander line, which protects from ultrashort pulses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191022 |