Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 38
Текст из файла (страница 38)
аБ -10 ХД аБ ЗО"С +25'С еа5 С вЂ” Ь2 -70 О 0.5 ьО ь5 2.0 2.5 7, ГГн Рие. 2.аа. Чаетотяая завнеизюегь козффнпиеига озраюения ГЬ (прн рвзныз теиперагзраз1 и козффкпиеига нзоааиин Ьо аая пюетировопннкового ключа РБ4259 222 зале!зжьу пе17сзлкзчсния 3 кс и бсскор1гзсное кщюлнснис с разме. рами 0,8х1,3х0,8 мм. Перекзчюча~ель НМС54 1.Р3 типа БРВТ для полосы частот ло 20 ГГц имеет повышенную изоляциик не менее 50 лБ .щя иютот менее 5 1Тц и более 38 дБ до частоты 20 ГГц при Раз 7РЗ вЂ” -' 48 дБмВт и времени переключения 6 нс.
Неотражающий переключательный БР13Т-модуль НМС-СО!1 с коаксиальными соелиннтелями для полосы частот до 20 ГГц имеет потери в открытом состоянии менее 2 дБ„в закрытом от 35 ло 65 дБ, время переключения 1 нс. На рис. 2.84 показана частотная зависимость уровня потерь в замкнутом состоянии П. н ослабления в разомкнутом состоянии Бо в интервале температур для типичного полупроводникового переключателя РЕ4259 фирмы «Реге8Ппе Бепз1сопг!цс1ог>х Переключатель каналов приема-передачи НМС484М88б типа БР!3Т предназначен для коммутации в диапазоне частот до 3 ГГц антенны между передатчиком с мощностью до 10 Вт (в линейном режиме) и приемником. Потери в о~крытом состоянии составляют 0,4 дБ, в закрытом 30 дБ.
задержка управления 15 нс. В нем используются управляющие сигналы с уровнями ТТЛ, размеры корпуса 2,9х2,9х0,8 мм. Подобный переключатель модели НМС536МБ8С функционирует до частоты 6 ГГц с коммутируемой мощностью 4-34 дБмВт. 'фцр !!МС270О824 коммк1 краст снт алы с частоюи 0,7 ! .:в:четырех иаправле~ иях с двумя положе1п1ямн, може| бь."ть сдвоена -для увеличения количества каналов и содержит встроенный 4-раз::Рядный декодер управляющих сигналов.
Кольцевой переключа ель :::,.!ЦМЯС427ЬРЗ на четыре направления для частот ло 8 ГГц подключает '...,11ди отключает соседние направления и отличается изоляцией отклю;"чепного канала на 40- — 45 дБ прн потерях во включенном состоянии ', 1:;2 дБ; размеры этого переключателя 3. Зх1 мм 1!ереключатели типа ;ЯР)4Т с количес. вом направлений Ж - 3-.— 8 для частот до 8 ГГц рекс;::!аендуются корпорациеи иН!пйел для коммутации набора частотных ":фильтров Быстродействуюп!пе нерекдючатели каналов (Яжпсйез, серии ДОБ%, ХЮР., РЯ%~, ХМЕЛ, 2АЯ%, БФМ, ХЯЖ, Р8%, К%Н, '"МЗБ%, ОБ%, ХБФ, УХБ%', КБ%, М8%, М!08% и другие фирмы :-"г<М(п1-С!гсшЬ») выполнены на арсенид-галлиевых р-мл-диодах или з(а полевых транзисторах.
В отличие от типовых переключателей !Фтэражаюшего типа, многие ключи производства «М!пыС1гсцйзя явля:::я)тся коммутаторами поглощающего типа. Коммутатор каналов отра'М~ающего типа АРАБ%'-2-50ОК, например, подключает за 5 нс по :,"йогическому ТТЛ-сигналу к нагрузке 50 Ом олин из двух входных :;:.«авалов в полосе от 100 МГц до 5 ГГц с мощностью до ч 20 дБмВт. 'Тбэммутатор поглошающего зипа 2АЯЪА-2-50РВ переключает за ; столь же короткое время два выходных канала.
Благодаря олинако:";:;~пам входному и выходному сопротивлениям такие узлы могут вклю:::,йаться каскадно. Модель М!08%А-2-500К в полосе частот до :;4;5 ГГц обеспечивает изоляцию 75 дБ при входной мощности Рвх!,ь "--'~о.20 дБмВт, имеет встроенный драйвер для управления с помощью '-'э!ровней ТТЛ, предназначена для печатного монтажа, имея размеры !'';:Юх5х1 мм. Электромеханический коммутатор МЯР2Т-! 8 с коаксиаль;:;пыми соединителями в полосе частот до 18 ГГц обеспечивает ослабле: йие в открыюм состоянии 0,2 дБ, в закрытом не менее 70 дБ при вход;~~)чпй мощности до 25 Вт; для него гарантируется не менее! 0 млн циклов :!Р)эммутации с временем срабатывания !О мс.
Модель М8%Т-4-20. :,::-'выполненная на основе четырех полевых транзисторов, при печат:.!",ном монтаже предназначена в полосе частот до 2 ГГц для коммута:,,"ции сигнала от выхода перелатчика к любой из двух антенн илн от '.атих антенн ко входу приемника. СВЧ-ключи, созданные по МЭМС-технологии (33, 341, успешно :,конкурируют с подобными узлами на арсенид-галлиевых полевых ::.транзисторах по параметрам потерь в замкнутом состоянии (напри:-::.мер, 0,1 дБ для МЭМС и 0„4 дБ для МЕБРЕТ) и развязки в разомкну.;:-'том состоянии (например, 40 лБ для МЭМС против 24 дБ лля ::: МЕЛЕЕТ).
МЭМС-ключи обеспечивают уровень неискаженной мош: —::ности проходящего сигнала до -ь43 дБм в непрерывном режиме, что :-; по меньшей мере на 10 дБ больше, чем транзисторные или диодные. 223 1!с пшсйпые искажения сшнала, промглнцезо через ключ, о ~спх малы, типовое значение проходящей мощности в то~~с 1РЗ составляет 70 дбхзВт. Износостойкость стандартно~ о МЭМС-ключа: свыше !О 10 ' циклов замыкания и размыкания при токе 2 мА., 1000 циклов при токе 20 мА, !0 циклов при токе ЗОО мА и разрушение при токе ! А Однако длительность процесса включения и выключения для 3 МЭМС-ключей примерно в 10 раз больше, чем для подобных МЕЯг ЕТ-компонентов.
Выхох Выхех Вхтм Я- 0,50м Ы -- 0.5 хБ С. 0.0002 пФ тю — — 60 пБ Рнс. К85. Съема контактнохо МВМсзключа в замкнутом (а) н разомкнутом (01 сосны аннах 224 Преимушествами радиочастотных МЭМС-ключей по сравнению с такими узлами на р-йи-диодах или полевых транзисторах являются а) цифровое управление при расширенных функциональных возможностях; б) малая мощность, потребляемая по цепи управления (порядка единиц лзикроватт); в) малые потери в замкнутом состоянии: г) значительно меньшая емкость и, соответственно, хорошая развязка в разомкнутом состоянии; д) ничтожные нелинейные искажения проходящего сигнала; е) высокая стойкость к проникающей ралиации.
ж) более широкий рабочий диапазон температур окружающей среды. Применяются радиочастотные МЭМС-ключи двух типов: а) контактного типа, пропускающие постоянный ток (рис. 2.85); б) емкостного типа, в которых за счет изменения емкости в 4 — ! 00 раз меняется сопротивление для СВЧ-токов. В контактном ключе при замыкании соединяются выступы на перемещающейся кантилеверной балке и неподвижной площадке. В настоящее время контактные площадки толщиной О,З мкм и радиусом 1 мкм выполняются из золота. Уменьшение размеров кантилевера приводит к расширению полосы пропускаемых частот, к сокращению перемещающейся массы и к снижению длительности процесса изменения состояния.
Однако при этом уменьшается допустимое значение тока. Для мембранного емкостного ключа при нулевом управляющем напряжении мембрана удерживается в подвешенном состоянии над компланарным волноводным тракюм, Емкость ключа в этом состоянии составляет порядка 20--50 фф, так что между линией СВЧ-сигнала и заземленной металлической мембраной существует большое емкост- :.;;:-Нбе соп1хлив инне. Ко~да появляется тп15авэяинпсс шекгричссьос ~ 1Юле, мсмОрана дефюрми1>усзся из-за Ооразовання на мета В1нческнх Пбвврхностях положительных н ог15нцаэельных зарядов н ВО515асэа :.:,'ййя силы п1эитяжени». Когда э~а~ение этой сизы становится доста- !'15тЧНО бОЛЬШИМ, ПОЯВЕШЕННая МстаЛЛНЧЕСКая МЕЧбраиа ПадаЕ~ На ~цижний электрод, формируя участок с низким сопро1ивлением, ~,-;сзаправляющнй ВЧ-сигнал на землю.
В замкнутом состоянии емкость ;тбвтозрастает до 3- — 4 ВФ. Например, для одной из экспериментальных ":„~конструкций (см. 131) на частоте 40 и ц максимальная емкость ;составляет 2,5 пФ, а минимальная 47 фФ. Такой перестраиваемый 0;мчикроконленсатор работает как высокопроизво,цзтельный ВЧ-к.ноч. -;:.позволяющий эффективно передавать или прерывать ВЧ-сигналы за , счет леформацни мембраны. Параметры серийных МЭМС-переключателеи представлены в ',-';,табл. 2.32.
Фирмой кйадап1 МЕМВВ выпускаются серийно ключи для -;сигналов с частотой до 40 ГГц, Модель ТТМ1Х2Т5 представляет ,','сцбой неотражающий 5Р13Р-коммутатор с коаксиальными соелини,::.:телями, рассчитанный на пиковую СВЧ-мощность до 30 Вт. Уровень :-„мощности неискаженного сигнала Ргль составляет -' 47 дбмВт на :;,частоте 2,4 ГГц; переключатель потребляет по цепи электропитания !:.ток 1 мА при напряжении 3 В и выдерживает 25 млн циклов коммута:;:,ции прн СВЧ-мощности 15 Вт. Диапазон рабочих температур состав:гдяет до -70 'С. На рис. 2.86 представлена частотная характеристика -;::::потерь в открытом состоянии и ослабления в закрытом лля серийного ! МЭМС-ключа модели ВМВУ5г200 в полосе частот до 40 ГГц. но, ядав 0 оя 00 — О.б 0 5 10 !5 20 25 30 7, Гтн Рис.
2.яб. Частотные тарактеристикн иоаерь в открыток состоянии аы в такрыаом состоянии Пн н уровень отрактннои волны ЯЕ лля 553ЫС-ключа модели НХ5В55 200 225 Ослаб!пели (аттенюаторы) неоохолимы лля вьйьавнпвания уров. пей СВВ-сигналов в каналах параллелыюй обработки пли резсрвир, ванин, для регулировки усиления в канале, в качестве компонента модулятора сигналов КАМ и тд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
