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:

Розробка термореле
Термодатчики повсюдно використовуються в різних областях електроніки. Це термометри, пожежні датчики сигналізації, моніторинг температури електронної апаратури - підсилювачі, джерела жи ...

Расчет параметров кремниевого диода
В формировании будущего специалиста по электронной технике наряду с фундаментальными дисциплинами значительная роль принадлежит курсу ‘Твердотельные приборы и устройства’. Он дает возмож ...

Моделирование схемы усилителя НЧ на МДП-транзисторах
Номинальная выходная мощность, Вт на нагрузке сопротивлением 8 Ом.………………35 Номинальный диапазон частот, Гц при неравномерности АЧХ не более 0,5 дБ……………………. 20 - 2000 Коэ ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2020 www.techmatch.ru