Проектирование антенного переключателя

В антенных переключателях, в устройствах защиты приёмника и т. д. применяются диодные выключатели. Поэтому задача проектирования антенного переключателя сводится к задаче разработки диодного выключателя. Они представляют собой четырёхполюсники, характеризуемые двумя режимами: режимом пропускания, когда СВЧ сигнал почти беспрепятственно поступает через выключатель в нагрузку, и режимом запирания, когда сигнал значительно ослабляется. В качестве управляющего элемента (ключа) используется переключательный диод в двух крайних состояниях (открытом и закрытом), управляемый внешним источником.

Основными параметрами выключателей являются: ослабление в режиме пропускания Lп, дБ; ослабление в режиме запирания Lз, дБ; рабочая полоса частот 2Δf/f0, в пределах которой Lп не более, а Lз не менее заданного значения; время переключения τ, мкс, определяемое в основном временем перехода диода из открытого в закрытое состояние; максимальная рассеиваемая СВЧ-мощность: импульсная Ри и непрерывная Р, Вт; допустимый коэффициент стоячей волны (КСВ) в режиме пропускания Kсп и запирания Kсз.

В выключателях, выполненных по гибридно-интегральной технологии, преимущественно используются бескорпусные переключательные диоды, эквивалентная схема которых показана на рисунке 6.

Рисунок 6 - Эквивалентная схема бескорпусной конструкции pin-диодов

Простейшие выключатели содержат один диод, включенный в линию последовательно или параллельно. Их эквивалентные схемы показаны на рисунках 7 и 8.

антенна передатчик ответвитель приёмник

Рисунок 7 - Цепь подачи управляющего тока при последовательном включении диода в линию

Рисунок 8 - Цепь подачи управляющего тока при параллельном включении диода в линию

При подаче прямого смещения на диод его сопротивление становится малым (диод открыт). Если при этом диод включен параллельно, линия им будет закорачиваться на землю, произойдёт отражение мощности от диода. Только незначительная её часть попадёт на выход. Выключатель будет находиться в режиме запирания. Последовательно включенный диод в открытом состоянии является небольшим препятствием для распространяющейся волны, и выключатель находится в режиме пропускания.

При подаче на диод обратного напряжения смещения диод закрыт, его сопротивление велико. В случае параллельного включения он оказывает незначительное влияние на распространяющиеся волны (режим пропускания), а при последовательном включении он размыкает линию и большая часть мощности отражается (режим запирания).

В данной работе будет применено параллельное включение диода, так как использование последовательной схемы включения ограничено из-за ограниченности частотного диапазона (сверху) в связи со значительным уменьшением Lз. В случае же параллельного включения диода Lз не зависит от частоты.

На основании данных технического задания, пользуясь справочником, выберем один или несколько типов диодов, удовлетворяющих требованиям ТЗ по диапазону частот, быстродействию, мощности, диапазону температур и т. д.

Исходя из всего выше сказанного, выберем диод типа 2А503А . Все необходимые по нему данные помещены в таблицу 1.

Таблица 1 - Характеристики диода типа 2А503А

Тип

Rпр, Ом

Rобр, Ом

τ, мкс

Сд, пФ

2А503А

3,3

1500

60

0,435

.1.2 Расчёт основных параметров диодного выключателя

Определим проводимость ёмкости диода ωС в заданном диапазоне частот.

На средней частоте:

g0 = ω0C = 2∙π∙f0∙C = 2∙3,14∙0,435∙10-12∙4,5∙109 = 0,0123 Сим.

На нижней граничной частоте:

gmin = ωminC = 2∙π∙fmin∙C = 2∙3,14∙0,435∙10-12∙4,3∙109 = 0,0117 Сим.

На верхней граничной частоте:

gmax = ωmaxC = 2∙π∙fmin∙C = 2∙3,14∙0,435∙10-12∙4,7∙109 = 0,0128 Сим.

Проверим, является ли проводимость диода чисто реактивной. Для этого необходимо, чтобы выполнялось условие:

/ωС « Rобр (25)

/0,0123 Сим = 81 Ом « 1500 Ом;

/0,0117 Сим = 85,5 Ом « 1500 Ом;

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Прочтите также:

Термостабилизированный логарифмический усилитель
В данной работе описан логарифмический усилитель с температурной стабилизацией. В таких приборах наибольший динамический диапазон входных токов может быть достигнут использованием трансд ...

Определение оптимальных в соответствии с заданными критериями характеристик корректирующего кода и разработка кодирующего устройства выбранного кода
Территориальная распределенность объектов специального назначения, телекоммуникационных сетей общего пользования требует решения задач по их охране [4]. Однако использование для этих цел ...

Технология сборки и монтажа производственного процесса усилителя низкой частоты
Под производственным процессом понимают совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонт выпускаемых изделий. Произво ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2021 www.techmatch.ru