Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 33
Текст из файла (страница 33)
В ~:фезультате этого на повышенных частотах изменяются модуль н знак .!'".:)троводимости чип-элемента в составе СВЧ-цепи. В качестве диэлектрика в чип-конденсаторах использую~ тантало,.'вые композиты па основе Та2О5, полимерные соединения патенто. данного состава, специальную многослойную керамику Поэтому '1 изделия разных производителей могу~ существенно различаться по :.'уровню проявлений паразитных своиств в диапазоне СВЧ. Чип-кон.:;.-",денсаторы выпускаются с номинальными значениями емкости 0,2 '.:15 пФ лля типоразмера 0402 и 0,5 — 100 пФ лля типоразмера 1210 ,'!'.~~гиачения ТКЕ могут быть выбраны положительными или отрица,'тельными в пределах от нуля до +30 млн,"С в интервале температур -1~о !':;нзт'-55 до '-125 "С, вибростойьость достигает 1000д, допустимое посто- ~!!'янное напряжение от 25 до 500 В в зависимости от номинальной ;;::емкости, типоразмера и материала, Рассеиваемая чнп-элементом ".фонденсатором, резистором, индуктивной катушкой) тепловая мощ;йость в стандартных технических решениях составляет 25 —.300 чВт :;;Эквивалентная добротность конденсатора падает с ростом рабочей ::;:.,частоты и с увеличением номинала конденсатора 1рис.
2.71) 2)ля применения в условиях интенсивных статических магнитных :!;нолей (например„ вблизи приборов на основе ядерного магнитного :;:пезонанса — - ЯМР) ряд фирм разрабатывают изделия, в которых :'::используются только немагнитные материалы. Например, фирма ':; еско!1гоп)сан преллагает несколько серий чип-конденсаторов и других ;0 0 04 ь5 2 „:~ ГГн .;: Рис. 2,7Ь Зависимость тквнвалентноя добротности конленсатора от рабочей частоты '.-и номинальном ечкостн ллв чни-коилеисаторов типоразмера и07С20402 фирьсы 1 кбоиаиеои Тесвиосояза элементов и) нсмагиизпых матерна юв смкосгью )),1---1000 пФ н рабочим напряжением от 50 до 7200 В постоянно) о тока, Подстраиваемые конденсаторы (гриммеры) в цепях СВЧ ойле)- чают их оптимизацик1 и настройку. Подстройка может производиться вращением сердечника или его перемещением.
Фирма «Чо!)гоп)сз», наряду с недорогими моделями миниатюрных триммеров с пш)имерным диэлектриком выпускает высококачественные модели на основе сапфира, отличающиеся механической прочностью„высокой резонансной частотой, повышенной добротностью. Опционально она предлагает модели. выло;щенные из немагнитных материалов или с увели ченными до 15 кВ значениями пробивного напряжения постоянного тока. Эта фирма предлагает конструкции триммеров, специально ра)- работаниые для коррекции резонансной частоты диэлектрических или полых мегаллических резонаторов. Ротор таких элементов может быть выполнен из металла или из высококачественного диэлектрика.
Фирма ее%18ргу» производит серию подстроечных конденсаторов, емкость которых коммутируется МЭМС-ключами в пределах от 0,1 до 20 пФ. Например, в модели %БС0021. этой фирмы пять коммутируемых конденсаторов обеспечивают изменение емкости чип-конденсатора от 0,2 до 2 пФ с шагом 0,125 пФ изменением управляющего напряжения от 2,3 до 5 В. Добротносгь конденсатора составляет не менее 100 на частоте 2 ГГц, он имеет резонансную частоту свыше 5 ГГц и размещен в корпусе размером 1,8х2,8х0,8 мм.
Встроенная схема управления позволяет использовать такой узел в составе управляемых по частоте генераторов, фильтров, усилителей, модуляторов или антенных фазовращателей. При реализации широкополосных узлов СВЧ (усилителей, смесителей и др.) важную роль играют характеристики вспомогательных пассивных цепей блокировки по постоянному току (В(осй 1)С— Рава КР), цепей подключения питания (В!ав Тее) (рис, 2,72), замыкания цепи на общий провод по постоянному току (КР С))ойе)„симметрирую)цих н согласующих трансформаторов.
Заметные успехи в направлении создания таких элементов имеет, например. фирма «М)пй С!гсшщ». Широкополосные трансформаторы сопротивления этой фирмы обеспечивают, например, преобразование сопротивлений а) Рис. 272. Эвек~ рические сыны Вчокировочиык женино» В)ое тес го) и ИГ СЬояе ПП ~!~2э5 Ом в 1800 Ом я полосе ысто; о: 5 к1ц,:и: 2.211ц, функци ~)!)~))»руют с ра, шочастотнои моцгностью до 0,25 В~ !некоторые модели 'етгьт 2 Вт), с постоянным током ло 30 мА н лиапазоне температур от 20 гор+85 'С, Элемент В)аа Гее модели )БВТ-4К2С "для поверхностного ~фйнтажа обеспечивает в полосе частот 10 — 4200 МГц погери 0,1 '~!б)дБ, изоляцио не менее 40 дБ.
Такого же назначения элемент ~~~~85-12С ' с коаксиальными соединителями обеспечивает развязы'„~~~юшие функции в полосе частот от 200 кГц до 12 ГГ'ц. Разделитель ~~репи по постоянному току модели В) К-18т с коаксиальными БМА- 'в~зединителями имеет потери менее 0.5 лБ и коэффициент отражения Г~)внес -!8 дБ в полосе частот от 1О МГц до 18 ГГц, Элемент ;~фрэ Сйо)ге модели АОСН-80А при размерах б»8 мм имеет безрезонанс.,)уую конструкцию с инлуктивностью около 1 мкГн в диапазоне час,от 10 М1 ц до 10 П ц и предназначен для ~ока до 100 мА. Элемент вердключения постоянного смешения модели БНР ВГ 110 В фирмы ~~фНР Сошгпипгсаг1оп Тесйпо)ой!ея АС» обеспечивает исключительно ирокую полосу частот от 50 кГц до ! ГО ГГц, в которой произво"'тся подключение питающего напряжения до 1О В с током до 0.4 А, )11~)1зделение по постоянному току и активное сот.ротивление по 50 Ом анд входном и выходном соединителях.
",:::' Качество радиочастотных трансформаторов играет решающую ,.~Фль при создании смесительно-преобразовательных и усилительных ~фстройств, рабозаюшнх в сверхширокой полосе частот, в диапазоне яфабочих темпершур и требующих хорошей балансировки. Фирмы ~й~)ойапвоп Тесйпо1ойу», «М!п)-С)гсц!га» и лр. Разрабатывают и выпус. ~~$юз высококачественные симметрируюшие трансформаторы «~~Ва1цп = Ва!апсег) — 1)пЬа!апсед) — - узлы перехода ог несимметрич- )~))!ой схемы к симметричной или обратно. Такой трансформатор ~ь~йодели ТСХ4-22 фирмы «М1п)-С!гсц!)в» в керамическом корпусе размером 3„2х!,б мм обеспечивает в полосе частот 1200 — 2200 МГц ",амплитудный разбаланс не более 0,6 дБ и фазовый разбаланс не ,~~1)лее 1О'. 2.6.2. Частотные фильтры При формировании и обработке радиосигналов широко использу,'::,'~~ртся методы их фильтрации. суммирования и рагделения в частот'."йой области Реализация фильтров с высокими качественными пока=;:,Звтелями.
вплоть ло частот миллиметрового диапазона, .—. сложная ,.~;технологическая задача. которую вынуждены решать разработчики ь!электронной аппаратуры. Рассмотрим основные технические показа;:-':., 'гели таких фильтров Частотный фильтр -.- линейная элекгрическая цепь с сосредото.-.'-:::.9енныыи илп распределенными реактивными параметрами. Он >характеризуется комплексным 1в общем случае) лоэффициентом !97 $;. :(ередатн( Ит(7), котора(и описывается зм(!. н(ъз(н(!-т(аст(ттнон и фазочас(отпой (р(,Г) — а«а(!Г(()) характеристиками (АЧХ н ФЧХ соответственно), Функции !ГЦ) соответствует импульсная реакция Ь(Г), возникающая на выходе такого фильтра при поступлении на его вход короткого импульса. Крутизна ФЧХ фильтра определяет зависящее от частоты групповое время запаздывания (ГВЗ вЂ”. Сгоцр 1)е1ау) отклика т ( (г) — -(122п) (!(р(7)('()г Для обработки сигналов чаше всего используются: а) фильтры нижних частот .-- ФНЧ (!.отт-Рава Ггйег — ЕРГ): б) фильтры верхних частот — ФВЧ (Н(дй-Рава Г!11ег — НРГ): в) подоено-пропускающие фильтры — ППФ (Вап(1-Раяз Г(1(ег — ВРГ); г) полосно-заграждающие фильтры — ПЗФ (Вап(1-Ке)ес( Грнег --- ВКГ.
)Оогсй). Физически реализуемые фильтры имеют АЧХ с конечной крутизной изменения коэффициента передачи на границах полосы пропускания н заграждения и соответственно конечное ГВЗ. Вид АЧХ и ФЧХ фильтра зависит от количества последовательно включенных частотно-зависимых звеньев и (порядок фильтра) и от расположения нулей и полюсов коэффициента передачи, что позволяет получить характеристики с особыми свойствами. В качестве типовых настроек применяют АЧХ вида Чебышева-! или равноволновую характеристику ЯЕЫ: (Бупнпесйса( Ейц(г!рр!е ( цшреб Г!!(ег).
Указанные. свойства фильтров не единственно возможные. Например, при правильной настройке ППФ с числом звеньев п =.-. О при средней частоте !00 МГц и относительной ширине полосы т5 % (рис. 2.73) в полосе частот 75 — 125 МГц можно получить изменение фазового слвига в пределах 540' с отклонением от линейности не более 3". — 600 е. - ЗОО -ЮОО а -1200 е .(400 — (600 ЛО (ОО 120 !40 Частота.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
