ДЗ-2 Термех (вариант 27 )

Теоретическая механика

Наилучшими шумовыми свойствами по сравнению с рассмотренными обладают полупроводниковые параметрические усилители, коэффициент шума которых порядка 0,5…3 дБ. Усилители на параметрических диодах применяют в диапазоне от дециметровых до миллиметровых волн с коэффициентами усиления 15…40 дБ. В генераторах накачки параметрических усилителей могут быть использованы ЛПД и ДПЭ. К стабильности частоты, уровню мощности и спектральным характеристикам таких генераторов предъявляют жесткие требования.

Умножители СВЧ на варакторах и ДНЗ применяют обычно для умножения частоты колебаний транзисторных усилителей мощности. С помощью таких транзисторно-варакторных цепочек получают колебания в коротковолновой части дециметрового диапазона и в сантиметровом диапазоне с удовлетворительными для многих практических применений значениями мощности и к. п. д. На выходе варакторных умножителей, работающих с запертым р — n — переходом, могут быть получены колебания миллиметрового диапазона. Как уже отмечаясь, такие умножители не имеют усилительных свойств, коэффициент передачи по мощности у них всегда меньше единицы и тем меньше, чем больше коэффициент умножения.

Особенности гибридных устройств СВЧ с активными и нелинейными элементами.

Полупроводниковые активные элементы СВЧ в настоящее время не могут быть выполнены интегрально с остальными элементами СВЧ устройства. Устройства СВЧ с полупроводниковыми элементами состоят из электромагнитных систем СВЧ, выполненных по тонкопленочной технологии, и навесных полупроводниковых приборов в обычном или бескорпусном исполнении, т. е являются гибридными. Основной задачей в этом случае является миниатюризация устройства. Малые размеры активных полупроводниковых элементов и ограниченность электронного К. П. Д. приводя к чрезмерной локализации тепловыделения и необходимости применять в случае больших мощностей рассеяния эффективные теплоотводы и устройства охлаждения, ограничивающие степень миниатюризации.

Возможности миниатюризации электромагнитных систем в пленочном исполнении связаны со следующим. Основным типом электромагнитной системы в пленочном исполнении является микрополосковая несимметричная линия. Колебательные цепи генераторов и усилителей СВЧ должны содержать резонансные отрезки линий. длина которых соизмерима с длиной полуволны. Для уменьшения эффективной длины волны в линии (примерно в 2,5 раза), а также для сокращения поперечных размеров линии (до десятых долей миллиметра) можно использовать тонкие диэлектрические подложки с большими значениями диэлектрической проницаемости (порядка 10). Однако столь малые поперечные размеры приводят к увеличению потерь проводимости. Кроме того, диэлектрики с большими значениями диэлектрической проницаемости обладают повышенными потерями. В результате добротность колебательных систем такого типа оказывается в среднем на 0,5… 1,5 порядка меньше, чем у волноводных и коаксиальных колебательных систем. В результате уменьшается электромагнитный К. П. Д. мощных усилителей и генераторов и ухудшаются шумовые свойства маломощных устройств.

В дециметровом диапазоне резонансные отрезки линий даже при использовании материалов подложек с большой диэлектрической проницаемостью получаются неприемлемо длинными. Поэтому в указанном диапазоне волн приходится отказываться от использования микрополосковых линий и строить колебательные системы на сосредоточенных индуктивных элементах в виде плоских спиралей в сосредоточенных конденсаторах навесного типа или в пленочном исполнении. Для уменьшения уровня излучения таких элементов их размеры должны быть достаточно малы по сравнению с длиной волны, а следовательно, поперечные размеры проводников (например, плоских спиралей) уменьшаются по сравнению с размерами полосковых линий, потери же проводимости соответственно увеличиваются. Тем не менее значения добротности сосредоточенных элементов могут быть порядка сотни (рис. 2.26). При малых значениях частоты добротность уменьшается из-за уменьшения реактивного сопротивления, а при больших значениях частоты — из-за увеличения потерь проводимости, вызванных скинэффектом, и главным образом потерь на излучение. Практически сосредоточенные индуктивные и емкостные элементы применяют на частотах, не превышающих 1 ГГц.

Отметим еще одну особенность гибридных СВЧ устройств трудность введения элементов настройки и регулировки электромагнитных систем. Введение навесных элементов механической регулировки резко ухудшает технологичность изделия. Неизбежный разброс параметров полупроводниковых элементов, а также ошибки изготовления при отсутствии регулировочных элементов могуг затруднить реализацию оптимальных режимов работы устройства. Поэтому желательно предусматривать элементы подбора параметров электро-магнитных систем, а также использовать электронные способы перестройки.

Итак, гибридные устройства СВЧ могут иметь худшие параметры, чем аналогичные устройства на объемных электромагнитных системах. Тем не менее их применение оправдывается существенным улучшением технологичности, а также уменьшением габаритов и массы, особенно для маломощных устройств.

Конструктивные и топологические решения

При конструировании гибридных устройств СВЧ возможны разнообразные решения, различающиеся способами установки диэлектрических подложек с пленочными и навесными элементами в металлический корпус, способами соединения элементов, выполненных на отдельных подложках, а также способами крепления полупроводниковых приборов.

В маломощных устройствах полупроводниковые приборы можно навешивать на диэлектрическую подложку так же, как и пассивные навесные элементы. При повышенных мощностях желательно обеспечить контакт полупроводникового прибора с корпусом устройства, который в этом случае выполняет роль теплоотвода и радиатора. Для эгого в подложке делают отверстие, в котором и устанавливают полупроводниковый прибор. Соединение усчройств, выполненных на отдельных подложках, может быть либо с использованием коаксиальных разъемов, либо безразъемное. В последнем случае подложки соединяемых устройств располагают вплотную друг к другу в одной плоскости и паяют пленочные проводники и металлизированные основания подложек. При безразъемном соединении могут быть применены как отдельные металлические корпуса, так и один общий для нескольких подложек корпус.

При разработке топологии устройств учитывают требования к плотности размещения микрополосковых и других плeнoчныx элементов, требования минимизации неоднородностей при изгибах и ответвлениях, а также некоторые технологические требования, например, к минимальной ширине полоски или зазора между полосками. В некоторых случаях учитывают соображения, связанные с тепловым режимом устройства. Колебательные системы однокаскадного транзисторного усилителя выполнены на основе микрополосковых линий с использованием навесных конденсаторов в системе блокировки источника питания. Выводы транзистора соединяются с соответствующими контактными поверхностями, обозначенными буквами на рисунке

Расчет геометрических размеров пленочных элементов.

В случае реализации электромагнитных систем СВЧ устройств с использованием отрезков несимметричных микрополосковых линий их геометрические размеры, необходимые для обеспечения заданных электрических характеристик, рассчитывают по формулам и графикам.

Значения пленочных индуктивных элементов, используемых в СВЧ диапазоне, лежат в пределах от единиц до нескольких десятков наногенри. Индуктивные элементы могут быть выполнены в виде отрезков пленочного проводника, а также в виде плоских спиралей.

Значение индуктивности [нГ] металлической полоски без учета влияния металлического основания подложки равно

                                                                 (10)

где l, o —длина и ширина полоски, мм

С учетом влияния металлического оспорения индуктивность рассчитывают по формле:

                                                                                 (11)

где h — толщина подложки

Значение индуктивности в форме круглой или квадратной спирали равно

                                                                                   (12)

где k — коэффициент (k = 5 для круглой и k = 6 для квадратной спирали), D_k—внешний диаметр (сторона) спирали, мм; d_к — внутренний диаметр (сторона) спирали, мм; N_к — число витков. Для внешнего диаметра спирали справедлива формула

D_k-d_k+(2N_k—1)s_k+2w,                                                                                   (13)

где s_k — шаг спирали, мм; w— ширина спиральной полоски, мм.

Число витков спирали

Ещё посмотрите лекцию «Квантовомеханическая теория атома водорода. Уравнение Шредингера для атома водорода, анализ его решения» по этой теме.

N_{k= [(Dk+sk)-(dk+2w)]/2sk,                                                                            (14)}

Добротность пленочных индуктивных элементов определяют как

                                                                       (15)

где k‘ = 2 для круглой и k = 1,6 для квадратной спирали; f— частота ГГц.

Погрешность расчета индуктивных спиральных элементов по приведенным формулам составляет ± 10%. Для расчета геометрических размеров по заданному значению индуктивности следует пользоваться последовательными приближениями.

Специальность Антенны, СВЧ-устройства и их технологии аспирантура — Учёба.ру

Я б в нефтяники пошел!

Пройди тест, узнай свою будущую профессию и как её получить.

Химия и биотехнологии в РТУ МИРЭА

120 лет опыта подготовки

Международный колледж искусств и коммуникаций

МКИК — современный колледж

Английский язык

Совместно с экспертами Wall Street English мы решили рассказать об английском языке так, чтобы его захотелось выучить.

15 правил безопасного поведения в интернете

Простые, но важные правила безопасного поведения в Сети.

Олимпиады для школьников

Перечень, календарь, уровни, льготы.

Первый экономический

Рассказываем о том, чем живёт и как устроен РЭУ имени Г.В. Плеханова.

Билет в Голландию

Участвуй в конкурсе и выиграй поездку в Голландию на обучение в одной из летних школ Университета Радбауд.

Цифровые герои

Они создают интернет-сервисы, социальные сети, игры и приложения, которыми ежедневно пользуются миллионы людей во всём мире.

Работа будущего

Как новые технологии, научные открытия и инновации изменят ландшафт на рынке труда в ближайшие 20-30 лет

Профессии мечты

Совместно с центром онлайн-обучения Фоксфорд мы решили узнать у школьников, кем они мечтают стать и куда планируют поступать.

Экономическое образование

О том, что собой представляет современная экономика, и какие карьерные перспективы открываются перед будущими экономистами.

Гуманитарная сфера

Разговариваем с экспертами о важности гуманитарного образования и областях его применения на практике.

Молодые инженеры

Инженерные специальности становятся всё более востребованными и перспективными.

Табель о рангах

Что такое гражданская служба, кто такие госслужащие и какое образование является хорошим стартом для будущих чиновников.

Карьера в нефтехимии

Нефтехимия — это инновации, реальное производство продукции, которая есть в каждом доме.

ООО Радиокомп — Radiocomp LLC — ООО Радиокомп

4 Управляющие и невзаимные устройства СВЧ. Антенные…

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про управляющие устройства свч, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое управляющие устройства свч,невзаимные устройства свч,антенные переключатели,ферритовые вентили,циркуляторы , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства СВЧ и антенны

4.1. Управление амплитудой и фазой СВЧ сигналов

В современных радиотехнических системах широко применяют устройства управления амплитудой (многоканальные переключатели, аттенюаторы , амплитудные модуляторы,ограничители) и фазой (фазовращатели) СВЧ сигнала.

Для этих целей используют СВЧ диоды. Управляющий СВЧ диод может включаться в линию последовательно или параллельно.

В микрополосковую линию бескорпусные диоды обычно включают параллельно.

Принцип работы многоканального переключателя (рис. 4.1) заключается в том, что при подаче положительного смещения диод открывается, его сопротивление становится намногоменьше Z0 и линия в этом сечении шунтируется диодом.

Рис. 4.1 — Схема многоканального переключателя

Подводимая мощность отражается от этого сечения линии. Если же на диод подать отрицательное смещение, то он закрывается, его сопротивление становится большим и не шунтируетлинию. В диоде поглощается небольшая доля переключаемой мощности. Это позволяет выполнять переключатели для относительно большой мощности на маломощных приборах. Если этамощность мала (менее 1 Вт), то можно применять СВЧ диоды различных типов: варакторы, туннельные диоды и др. Если же уровень мощности превышает 1 Вт, то пригодны только р-i-n —диоды, способные рассеять до 10 Вт средней мощности. Необходимо отметить, что вносимые потери в переключателе в режиме пропускания LПи запирания LЗ связаны зависимостью

где Rmax, Rmin — сопротивления диода при подаче отрицательного и положительного смещения соответственно, К — качество р-i-n-диода.

Обычно переключатели разрабатывают на максимальный уровень переключаемой мощности. В этом случае режим работы переключателя целесообразно выбрать таким, чтобы вположениях «включено» и «выключено» в диоде поглощалась одинаковая мощность. При этом в диоде поглощается около 6% коммутируемой мощности. Потери в режиме «включено»составляют 0,5 дБ, в режиме «выключено» (26…28) дБ. Если требуется увеличить вносимые потери в режиме «выключено», вдоль линии можно установить несколько диодов на расстояниичетверти длины волны. Мощность управления одним р-i-n

— диодом составляет (0,03…0,1) Вт.

Если нужно уменьшить мощность управления (например, при большом числе диодов), можно применить варакторы МДП. У этих приборов при изменении напряжения смещенияизменяется емкостная проводимость. Ток утечки в них не превышает 10-14 А, из за чего требуемаямощность управления существенно уменьшается.

На основе одноканального переключателя созданы электрически управляемые аттенюаторы. В них напряжение смещения диода плавно изменяют в пределах ±Uсм При этом вносимоезатухание изменяется в пределах (0,5…28) дБ.

Если в линию включить варактор или диод с барьером Шоттки без внешнего смещения, то на нем за счет проходящего сигнала поддерживается постоянное напряжение порядка 1 В, т. е.происходит амплитудное ограничение сигнала. Такие схемы используются в РЛС для защиты входных цепей приемников и в ЧМ приемниках для устранения паразитной амплитудноймодуляции.

Переключающие свойства р-i-n-диодов используют для создания дискретных микрополосковых фазовращателей (рис. 4.2).

Рис. 4.2 — Схемы одного разряда микрополосковых фазовращателей с переключением отрезков линий (а), мостового (б), шлейфного (в)

Такие фазовращатели для упрощения управления ими строят по принципу двоичной разрядности.

На практике широко применяются переключатели и аттенюаторы, выполненные на широкополосных направленных ответвителях (ШНО), которые используются при разработкемодуляторов. На рис. 4.3 показан антенный коммутатор на двух 3 дБ-мостах.

Рис. 4.3 — Схема антенного коммутатора

При передаче VD1 и VD2 открыты, мощность передается в точки 5 и 6 и не поступает в антенну. Отражаясь через открытые диоды, сигналы со сдвигом фаз 90°, складываясь в ШНО1,поступают в антенну синфазно. Из-за неидеальности элементов VD1 и VD2 мощность просачивается в плечи 7 и 8, при этом синфазно складывается в плече 3 и гасится резистором R ипротивофазно -в плече 4 ( сигнал отсутствует). При приеме диоды закрыты, при этом сигнал из антенны делится пополам в плечах 5 и 6 и передается в плечи 7 и 8 соответственно . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . При этом вплече 4 сигналы в фазе, ав 3 -в противофазе (сигнал отсутствует).

Если в плече 2 установить резистор R= Z0, схема превратится в выключатель (плечо 1 — вход, 4 — выход). Если VD1 и VD2 открыты — состояние «выключено», закрыты — «включено».Если управляющий ток подавать не скачком, а плавно, можно плавно модулировать мощность на выходе.

Аттенюатор на основе одиночного ШНО изображен на рис.4.4.

Рис. 4.3 — Схема аттенюатора на основе одиночного ШНО

Вход и выход являются развязанными плечами. Как и в предыдущем случае, можно плавно модулировать входной сигнал.

4.2. невзаимные устройства свч диапазона

В технике СВЧ широкое применение находят устройства, в которых используются ферриты , помещенные в постоянное подмагничивающее поле: резонансный ферритовый вентиль,ферритовый вентиль на смещении поля, ферритовый Y-циркулятор, ферритовый циркулятор на основе эффекта Фарадея и др.

Ферритовый вентиль — СВЧ-устройство с односторонним прохождением электромагнитной волны, то есть с очень малым затуханием волны, проходящей в одном направлении, и очень большим — для волны обратного направления.

Циркулятор — согласованный недиссипативный невзаимный многополюсник , в котором передача мощности происходит в одном направлении с входа 1 на вход 2, с входа 2 на вход 3 и т. д., с входа с наибольшим номером — на вход 1 . Чаще всего применяются шестиполюсные и восьмиполюсные циркуляторы (т. е., соответственно, с тремя и четырьмя входами, называемые Y- и X-циркуляторами). Циркуляторы применяются в качестве развязывающих устройств (функциональных узлов СВЧ), например: для одновременного использования общей антенны на передачу и на прием; в параметрических усилителях; в схемах сложения мощностей генераторов.

Феррит обладает одновременно магнитными свойствами ферромагнетика и электрическими диэлектрика (диэлектрическая проницаемость , тангенс угла потерь , удельная проводимость сим/м). При отсутствии постоянного магнитного поля начальная магнитная проницаемость практически равна единице.

У ферритов, подмагниченных постоянным магнитным полем, относительная магнитная проницаемость является кососимметричным тензором второго ранга, то есть описывается девятью скалярными величинами:

где — скалярные величины, определяющие значение относительной магнитной проницаемости феррита.

Действительные составляющие компонент тензора магнитной проницаемости определяют фазовую скорость распространения электромагнитной волны, а мнимые — магнитное поле в

феррите. Выражения для компонент  приведены в .

Реакция намагниченного феррита на электромагнитное поле СВЧ существенно зависит от соотношения между направлением распространения электромагнитной волны в феррите и направления подмагничивающего поля. При поперечном подмагничивании направление вектора Н подмагничивающегополя перпендикулярно направлению распространения волны, а при продольном подмагничивании эти направления совпадают. И в том и в другом случаях магнитнаяпроницаемость феррита может быть выражена через эффективные скалярные относительные магнитные проницаемости:

— при поперечном подмагничивании

и — при продольном подмагничивании.

В безграничной ферритовой среде при поперечном подмагничивании электромагнитный процесс может быть описан двумя линейно поляризованными волнами:

— обыкновенной, для которой вектор напряженности СВЧ магнитного поля поляризован в направлении, совпадающем с направлением подмагничивающего поля и эффективная магнитная проницаемость феррита равна

— необыкновенной, у которой вектор напряженности СВЧ магнитного поля поляризован в плоскости перпендикулярной к направлению подмагничивающего поля и

эффективная магнитная проницаемость — .

Эти волны имеют разные скорости распространения. Между ними возникает фазовый сдвиг, что проводит к изменению поляризации электромагнитного поля на пути распространенияволны от линейной до круговой и наоборот. Это явление называется двойным лучепреломлением или эффектом Коттона-Мутона.

В развязывающих приборах (вентилях, Y-циркуляторах)используется только необыкновенная волна.

При продольном подмагничивании электромагнитный процесс в феррите может быть описан двумя волнами с круговой поляризацией разного направления: «+» (правополяризованной) и«–» (левополяризованной), для которых феррит имеет эффективные магнитные проницаемости , соответственно. У правополяризованной волны вектор магнитного поля вращается по часовой стрелке для наблюдателя, смотрящего по направлению подмагничивающего поля, а у левополяризованной волны оно имеетпротивоположное направление. Скорости распространения этих волн разные, поэтому между ними возникает фазовый сдвиг. Направление вращения плоскости поляризации определяетсятолько направлением подмагничивающего поля и не зависит от направления распространения электромагнитной волны. Это невзаимное явление называется эффектом Фарадея.

В показано, что величина вещественной части эффективной магнитной проницаемости  определяется из формулы

Таким образом, необыкновенная волна может быть представлена суперпозицией двух волн с круговой поляризацией вектора СВЧ магнитного поля. В данном случае направление распространения волны лежит в плоскости, перпендикулярной направлению подмагничивающего поля. В большинстве СВЧ ферритовыхустройств используются прямоугольные волноводы с волной типа Н10. В целом эта волна линейно поляризованная.

Однако существуют две продольные плоскости, параллельные узкойстенке, где магнитное поле имеет чисто круговую поляризацию. Направления вращения векторов СВЧ магнитного поля в этих плоскостях взаимно противоположны и меняются наобратные при изменении направления распространения СВЧ энергии в волноводе. В произвольных продольных сечениях волновода СВЧ магнитное поле имеет эллиптическуюполяризацию.

Так, при конструировании волноводных резонансных вентилей ферритовые вкладыши, имеющие обычно форму пластин, размещаются вдоль волновода так, чтобы осьсимметрии их поперечного сечения лежала в одной из плоскостей с круговой поляризацией СВЧ магнитного поля. В длинноволновой части сантиметрового и в дециметровом диапазонахдлин волн применяют волноводные резонансные вентили с ферритовыми вкладышами, расположенными в плоскости H. Для них требуется высокое значение внешнегоподмагничивающего поля. Это позволяет избежать взаимных потерь в области «слабых полей» в режиме, когда намагниченность феррита не достигает насыщения. В сантиметровомдиапазоне длин волн применяют волноводные вентили со смещением поля (рис. 4.4).

Рис. 4.4 — К пояснению принципа действия вентиля на смещении поля

Они содержат: постоянный магнит 1, создающий поперечное подмагничивающее поле; ферритовый вкладыш 2; резистивная пленка 3. Если ферритовый вкладышнамагничен поперечным постоянным магнитным полем

так, что вещественная часть величины эффективной магнитной проницаемости ’  становится отрицательной, одна из распространяющихся волн («обратная», обозначенная на рис. 4.4 как E )приобретает характер поверхностной волны. Такая волна распространяется вдоль поверхности вкладыша и имеет максимальную амплитуду напряженности электрического поля на границераздела феррит — незаполненный волновод. По мере удаления от этой границы амплитуда поля уменьшается экспоненциально. Волна противоположного направления («прямая», обозначеннаяна рис. 4.4 как E ) не является поверхностной, изменение амплитуды напряженности поля в поперечном сечении имеет гармонический характер и она по структуре отличается от основноготипа волны h20 и

имеет вид, как показано на рис. 4.4.

Если нанести на правую (по рис. 4.4) поверхность ферритового вкладыша тонкую резистивную пленку, то «обратная» волна будет поглощаться значительно сильнее, чем «прямая»,которая имеет в месте размещения поглощающей пленки малую (близкую к нулю) амплитуду поля.

С изменением напряженности постоянного магнитного поля будут изменяться свойства ферритовой пластинки, что сказывается на характеристиках вентиля. В табл. 4.1 приведенызначения основных параметров вентилей: прямого Lр и обратного Lр

затуханий и собственного КСВ, а также для сравнения указаны величины напряженности постоянного подмагничивающего поля H 0.

Табл. 4.1 — Основные параметры ферритовых вентилей

Трехплечие циркуляторы.

Кроме вентилей, в технике СВЧ применяются циркуляторы (рис. 4.5), которые позволяют обеспечить развязку каналов и согласование СВЧ устройств.Циркулятор представляет собой торцевое соединение трех или четырех полосковых линий или волноводов в Н-плоскости под углом 120° или 90°. В центре соединенияустанавливаетсяферритовый диск, находящийся в постоянном полемагнита.

Рис. 4.5 — Варианты конструкции трехплечих Y-циркуляторов

Наиболее простым в конструктивном исполнении является циркулятор, в котором феррит окружен диэлектрической втулкой (рис. 4.5, а). Конструкция циркулятора для работы приповышенной импульсной мощности отличается тем, что в нем используются два ферритовых диска, размещенных на одной оси с небольшим зазором между дисками (рис. 4.5, б). Дляобеспечения согласования на входах циркулятора в широком диапазоне частот применяются диэлектрические штыри, размещаемые относительно ферритового диска как показано на рис. 4.5, в.

Действие циркулятора можно объяснить следующим образом. Волна типа Н10, поступающая в плечо 1, дифрагирует на ферритовом цилиндрическом вкладыше и

возбуждает равные по амплитуде поверхностные волны, огибающие феррит в противоположных направлениях. Взаимодействие этих поверхностных волн с намагниченным ферритом характеризуется различными значениями магнитной
проницаемости. При этом фазовые скорости поверхностных волн оказываются различными. Подбирая диаметр ферритового цилиндра и величину намагничивающего поля Н0, можно присложении поверхностных волн получить пучность напряженности электрического поля в центре плеча 2, а узел напряженности электрического поля в центре плеча 3. При этом энергия из плеча1 поступит в плечо 2 и не поступит в плечо 3. Если энергия подается со стороны плеча 2, то она передается в плечо 3 и не поступает в плечо 1. При подаче энергии в плечо 3 она передается вплечо 1 и не поступает в плечо 2. В реальных конструкциях циркуляторов имеет место просачивание мощности из плеча 1 в плечо 3 ит.д. Поэтому для характеристики циркуляторовприменяются такие параметры, как развязка между плечами

Lр и прямые потери Lр . Y-циркуляторы чувствительны к колебаниям окружающей температуры, величине магнитного поля, размерам ферритов и т.д. Для устранения этогоферрит помещают в диэлектрическую втулку, которая может являться своеобразным элементом настройки циркулятора, так как подбором еедиаметра можнорегулировать ширину рабочей полосы. Для примера характеристики некоторых циркуляторов представлены в табл. 4.2.

Табл. 4.2 — Характеристики некоторых Y-циркуляторов

внешний вид циркулятора

Ферритовый вентиль

А как ты думаешь, при улучшении управляющие устройства свч, будет лучше нам? Надеюсь, что теперь ты понял что такое управляющие устройства свч,невзаимные устройства свч,антенные переключатели,ферритовые вентили,циркуляторы и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства СВЧ и антенны

СВЧ-устройства (СВЧ реле / ​​коаксиальные переключатели) | Средства автоматизации | Промышленные устройства

Японский Английский Английский (Азиатско-Тихоокеанский регион) Китайский (упрощенный)

Рекомендуемый продукт

Основная информация

Что такое микроволновые устройства (микроволновые реле / ​​коаксиальные переключатели)

СВЧ-устройства можно разделить на реле и коаксиальные переключатели, которые переключают высокочастотные сигналы.
Эти устройства часто используются в области испытательного и измерительного оборудования, беспроводных устройств и базовых станций.
Panasonic предлагает широкий спектр продуктовых линейок релейных и коаксиальных коммутаторов для различных диапазонов частот.

Основы

Давайте изучим основы и технические термины механических реле, таких как микроволновые устройства (микроволновые реле / ​​коаксиальные переключатели)!

Типичные области применения

Базовые станции сотовой связи, Радиовещательное оборудование, Измерительные приборы, Беспроводные устройства

Дополнительная информация

Стандарты и правила

Рекомендуемая информация

Механическое реле идеально подходит для управления сигналами и т. Д., с номинальной коммутационной способностью менее 2 А.

Загрузить таблицу выбора

Вернуться к началу

СВЧ-устройства

Существуют следующие СВЧ-полупроводниковые устройства.

Микроволновые устройства — обзор

7.1 Общие понятия и основные определения

Активные и пассивные микроволновые устройства и компоненты являются важными строительными блоками микроволновых цепей и систем, которые работают в диапазоне частот от 300 МГц до 300 ГГц (что соответствует длинам волн От 1 м до 1 мм в свободном пространстве).В этой главе представлены только пассивные компоненты, которые состоят из сосредоточенных или распределенных элементов или их комбинации. На более низких частотах (например, 300 МГц — 10 ГГц) упор делается на сосредоточенные элементы, чтобы размеры схемы были небольшими. На более высоких частотах качество сосредоточенных элементов быстро ухудшается, и используются в основном распределенные элементы. Микроволновые схемы представляют собой комбинацию пассивных и активных компонентов, при этом пассивная часть легко составляет 75% или более площади полезной площади схемы.Без пассивных компонентов (например, фильтров, согласующих схем, циркуляторов, изоляторов, резисторов и т. Д.) Активные компоненты (например, транзисторы, лампы) не могут работать.

Пассивный компонент представляет собой физическую структуру или схему схемы, которая выполняет одну или несколько линейных электронных функций без использования внешнего смещения или управления электрическими и / или магнитными источниками и потребляет их. Другими словами, функциональность схемы пассивного компонента является автономной и проявляется без каких-либо расходных материалов и внешнего вмешательства третьих лиц.На практике микроволновый сигнал, проходящий через пассивный компонент, всегда испытывает потери и рассеивает мощность. Пассивный компонент можно описать как замкнутую сеть из одного или нескольких портов.

Многопортовый пассивный компонент произвольной формы (четыре порта в следующем примере) показан на рисунке 7.1, на котором входящая (или падающая) мощность всегда равна исходящей (или отраженной) мощности плюс возможная рассеиваемая мощность в схема. В большинстве практических приложений микроволновая цепь моделируется с помощью рассеяния или параметров S , которые определяются через падающие и отраженные измеряемые волны напряжения (или, альтернативно, тока) В ⁱ и В ^r (или I ⁱ и I ^r ) в конкретных опорных плоскостях для данного режима распространения, такого как поперечная электрическая мода (TEM).Свойства схемы, учитывающие несколько режимов работы (распространяющиеся или кратковременные), описываются с помощью обобщенной матрицы параметров S . Разница заключается в том, что только для одного режима распространения напряжения и параметры S на порт являются однозначными, тогда как для многомодовых режимов распространения или затухающих режимов напряжения и параметры S становятся векторами и подматрицами соответственно. Для одномодового распространения используется матрица S в примере с четырьмя портами на Рисунке 7.1 представлена ​​как матрица 4 × 4 со следующими комплексными элементами:

РИСУНОК 7.1. Графическое описание обобщенного четырехпортового пассивного СВЧ-компонента, который может включать в себя различные сегментированные материалы в пределах его области схемы произвольной формы.

(7.1) [V1rV2rV3rV4r] = [S11S12S13S14S21S22S23S24S31S32S33S34S41S42S43S44] [V1iV2iV3iV4i]

Эта матрица устанавливает взаимосвязь между портами и отражением потока сигналов между портами и портами передачи. S _ii ( i = 1, 2, 3, 4) упоминается как коэффициент отражения (или Γ) в соответствующем i -м порте.Это значение часто выражается в децибелах [- 20log ( S )] и называется обратными потерями. S _ii (i, j = 1, 2, 3, 4 и i ≠ j) определяется как коэффициент передачи (или T ) от порта j (входящий) к i -й порт (исходящий) по формуле 7.1. Это значение, выраженное в децибелах, определяется как вносимые потери между двумя конкретными портами. Одним из фундаментальных свойств матрицы параметров S для линейной пассивной сети без потерь является унитарное соотношение:

(7.2) [S] [S] t * = I,

, в котором верхние индексы t и * обозначают транспонированный и сопряженный комплекс, соответственно. Это уравнение выводится из принципа сохранения энергии. Величина S -параметров пассивной сети всегда равна или меньше единицы, в зависимости от того, является ли она без потерь или с потерями. Из унитарного условия можно установить правильную взаимосвязь между записями в матрице S .

Параметры S полностью описывают электрические свойства сосредоточенной или распределенной микроволновой сети. S -параметры могут быть преобразованы в и из других представлений сетевых параметров, таких как матрицы Y, Z и ABCD (Collin, 1992). Матрица ABCD (цепочка) популярна при анализе и проектировании микроволновых цепей, когда могут применяться концепции напряжения и тока. Методы диаграмм Смита также предоставляют простой инструмент для решения большинства практических задач проектирования и анализа (Collin, 1992).

СВЧ пассивные компоненты могут состоять из сосредоточенных элементов (катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы) или распределенных элементов (участки линии передачи и разрывы) или обоих.Схема имеет особую конфигурацию (топологию), так что выбранные свойства сигнала (амплитуда, частота и фаза) обрабатываются или управляются желаемым образом. Сосредоточенные элементы также можно рассматривать как особый класс структур линий передачи, геометрические размеры которых всегда находятся в пределах небольшой части рабочей длины волны, и, таким образом, встроенные электромагнитные поля ведут себя стационарно. В этом смысле все пассивные микроволновые компоненты можно рассматривать как структуры линий передачи, состоящие из определенных разрывов линии передачи и соединительных линий, соизмеримых с длинами волн.

Судя по функциональным возможностям схемы, пассивные компоненты можно разделить на следующие категории: согласование импеданса / трансформатор , деление / объединение мощности, перенаправление / связь сигналов, частотный фильтр / резонатор, фазовая задержка / сдвиг и . Среди них фильтры представляют собой особый и очень важный класс пассивных компонентов из-за их технических возможностей и сложности конструкции. Гибриды и направленные ответвители не менее важны, но их реализация охватывает гораздо меньший диапазон, чем фильтры.Согласование импеданса или трансформаторные сети считаются наиболее фундаментальными строительными блоками практически для любой микроволновой цепи. Возможные реализации сильно зависят от схемной среды, а автономные компоненты невозможны, если они не настраиваются. Ферритовые компоненты и некоторые схемы из специальных материалов (например, сегнетоэлектрики) составляют еще один класс пассивных микроволновых компонентов. Их можно использовать для создания перестраиваемых цепей путем приложения внешних магнитных или электрических полей.В идеале даже в этом случае не происходит никакого внешнего потребления энергии. Ферритовые компоненты широко используются для изоляторов, фазовращателей и других функций невзаимных схем, таких как циркуляторы и другие.

При проектировании пассивного компонента параметры, зависящие от функции, такие как полоса частот, вносимые / возвратные потери, уровни входного / выходного импеданса, групповые / фазовые задержки, изоляция и переходная характеристика, обычно являются наиболее важными. Другие параметры, такие как температурная стабильность, вибростойкость, низкая пассивная интермодуляция или мультипакционные эффекты, являются вторичными, хотя, в зависимости от применения, могут иметь прямое влияние на конструкцию схемы.

ВЧ и СВЧ | Аналоговые устройства

Рекомендуется для новых разработок

от 37 ГГц до 48,2 ГГц, 5G, СВЧ преобразователь с повышением частоты и понижающий преобразователь

Предварительная версия

Двухканальный, 3.От 3 до 4,0 ГГц, входная часть приемника 20 Вт

Рекомендуется для новых разработок

Формирователь луча с двойной поляризацией для передачи / приема от 24,0 до 29,5 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Узкополосный и широкополосный радиочастотный трансивер

Рекомендуется для новых разработок

4T2R Передатчик прямого радиочастотного сигнала и приемник для наблюдения

Рекомендуется для новых разработок

GaAs MMIC × 2 активный умножитель частоты, выход от 22 до 42 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Двойной узкополосный / широкополосный радиочастотный трансивер

Рекомендуется для новых разработок

X Band, цифровая настройка, фильтр высоких и низких частот

Рекомендуется для новых разработок

Двухканальный, 2.От 3 ГГц до 2,8 ГГц, входной каскад приемника 20 Вт

Рекомендуется для новых разработок

Двойной узкополосный и широкополосный радиочастотный трансивер

Рекомендуется для новых разработок

Неотражающий коммутатор SP4T от постоянного тока до 4 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

4T4R Приемник и передатчик прямого радиочастотного сигнала

Рекомендуется для новых разработок

Интегрированный четырехканальный радиочастотный трансивер с трактом наблюдения

Рекомендуется для новых разработок

Интегрированный четырехканальный радиочастотный трансивер с трактом наблюдения

Рекомендуется для новых разработок

Space MMIC Аттенюатор с переменным напряжением, DC-20 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Пробел от постоянного тока до 12 ГГц с разделением на 8

Рекомендуется для новых разработок

Цепь трансляции, ФАПЧ, модуль ГУН

Рекомендуется для новых разработок

Полностью дифференциальный драйвер АЦП 10 ГГц с усилением 10 дБ

Рекомендуется для новых разработок

9.От 85 ГГц до 20,5 ГГц, широкополосный, MMIC VCO

Рекомендуется для новых разработок

От 2 до 18 ГГц, с цифровой настройкой, фильтр высоких и низких частот

Рекомендуется для новых разработок

Радиочастотный трансивер

Рекомендуется для новых разработок

Двухканальный, 3.От 3 до 4,0 ГГц, входная часть приемника 20 Вт

Рекомендуется для новых разработок

MMIC Space SMT с разделением на 2, от 0 до 12 ГГц

от 4 ГГц до 8.5 ГГц, широкополосный I / Q-микшер

Рекомендуется для новых разработок

от 22 до 38 ГГц, GaAs, MMIC, двойной балансный смеситель

Рекомендуется для новых разработок

11.Четырехдиапазонный VCO от 90 ГГц до 18,30 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Четырехдиапазонный VCO от 18,10 ГГц до 26,60 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Кремниевый переключатель SPDT, отражающий, от 24 до 32 ГГц

| Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.