Модуль фазового сдвига

Модуль микроволновой сети

СВЧ (от 6 до 18 ГГц) фазовращатель и преобразователь частоты

Модуль фазового сдвига — это модуль микроволновой сети , который обеспечивает управляемый фазовый сдвиг радиочастотного сигнала . ^{[1] [2] [3]} Фазовращатели используются в фазированных решетках . ^{[4] [5] [6]}

Классификация

Активный против пассивного

Активные фазовращатели обеспечивают усиление, тогда как пассивные фазовращатели несут потери.

• Активный:
  • Применения: активная матрица с электронным сканированием (AESA), пассивная матрица с электронным сканированием (PESA).
  • Усиление: Фазовращатель усиливается во время фазового сдвига.
  • Коэффициент шума (NF)
  • Взаимность : не взаимна
• Пассивный:
  • Применения: активная матрица с электронным сканированием (AESA), пассивная матрица с электронным сканированием (PESA).
  • Потеря: фазовращатель затухает во время фазового сдвига.
  • НФ: НФ = потеря
  • Взаимность: взаимная

Аналоговый против цифрового

• Аналоговые фазовращатели обеспечивают плавный сдвиг фазы или временную задержку. ^[7]
• Цифровые фазовращатели обеспечивают дискретный набор фазовых сдвигов или временных задержек. Дискретизация приводит к ошибкам квантования. Цифровые фазовращатели требуют управления по параллельной шине.
• Дифференциальный, несимметричный или волноводный :
  • Дифференциальная линия передачи : Дифференциальная линия передачи представляет собой симметричную двухпроводную линию передачи, в которой разность фаз между токами составляет 180 градусов. Дифференциальный режим менее восприимчив к синфазным шумам и перекрестным помехам.
  • Выбор антенны : диполь , антенна с конической щелью (TSA)
  • Примеры: копланарная полоса, линия прорези.
• Несимметричная линия передачи: Несимметричная линия передачи представляет собой двухпроводную линию передачи, в которой один проводник связан с общей землей, вторым проводником. Несимметричный режим более восприимчив к синфазным шумам и перекрестным помехам.
  • Выбор антенны: двойная щелевая (DFS), микрополосковая, несимметричная.
  • Примеры: CPW, микрополосковая линия, полосковая линия.
• Волновод
  • Выбор антенны: волноводная, рупорная

Диапазон частот

Однопроводная или диэлектрическая линия передачи по сравнению с двухпроводной линией передачи

• Однопроводная или диэлектрическая линия передачи ( оптическое волокно , ребристая линия , волновод):
  • Модальный
  • Нет режима TEM или квази-TEM , нет TTD или квази-TTD
  • Моды высшего порядка TE, TM, HE или HM искажаются.
• Двухпроводная линия передачи ( CPW , микрополосковая , щелевая , полосковая ):
  • Дифференциальный или несимметричный
  • Режим TEM или квази-TEM — TTD или квази-TTD.
• Фазовращатели против фазовращателя TTD
  • Фазовращатель обеспечивает неизменный фазовый сдвиг в зависимости от частоты и используется для синтеза частотно-инвариантной диаграммы направленности с фиксированным лучом.
  • Фазовращатель TTD обеспечивает постоянную временную задержку в зависимости от частоты и используется для управления лучом без косоглазия и в сверхширокополосном (UWB) диапазоне.

Взаимные и невзаимные

• • Взаимное: Т/Р
  • Невзаимные: T или R

Технологии

• Неполупроводниковые (ферритовые, сегнетоэлектрические, RF MEMS , жидкие кристаллы):
  • Пассивный
• Полупроводниковые (РЧ КМОП, GaAs , SiGe , InP, GaN или Sb):
  • Активные: MMIC на базе BJT или FET транзисторов , RFIC или оптические ИС.
  • Пассивный: гибриды на основе PIN-диода.

Дизайн

• Загруженная строка:
  • Искажение:
    • Искажено, если сгруппировано
    • Неискаженный и TTD при распространении
• Тип отражения:
  • Применение: отражающие матрицы ( фазовращатели S _{11 ).}
  • Искажение:
    • Искажено, если фазовращатель S _{21 из-за ответвителя 3 дБ}
    • Неискаженный и TTD, если фазовращатель S ₁₁
• Коммутируемая сеть
  • Сеть:
    • Высокочастотный или низкочастотный
    • ${\displaystyle \pi }$или Т
  • Искажение:
    • Без искажений, если левые секции верхних частот компенсируют искажения правых секций нижних частот.
• Коммутируемая линия
  • Применение: управление лучом СШП.
  • Искажения: неискаженные и TTD
• Векторное суммирование

Цифры достоинств

• Количество эффективных битов, если цифровое [бит]
• Смещение: управляемое током, высоковольтное электростатическое [мА, В]
• Потребляемая мощность постоянного тока [мВт]
• Искажение: дисперсия групповой скорости (ДГС) [пс ² /нм]
• Усиление [дБ], если активно, потери [дБ], если пассивно
• Линейность : IP3, P1дБ [дБм]
• Фазовый сдвиг/коэффициент шума [°/дБ] (фазовращатель) или временная задержка/коэффициент шума [пс/дБ] (фазовращатель TTD)
• Допустимая мощность [мВт, дБм]
• Надежность [циклы, наработка на отказ]
• Размер [мм ² ]
• Время переключения [нс]

Рекомендации

1. Проектирование твердотельных микроволновых схем, 2-е изд., Индер Бахл и Пракаш Бхартиа, John Wiley & Sons, 2003 (глава 12)
2. Теория, конструкция и технология RF MEMS, Габриэль Ребейс, John Wiley & Sons, 2003 (глава 9-10)
3. Справочник по проектированию антенн, 4-е изд., Джон Волакис, McGraw-Hill, 2007 (глава 21)
4. Антенны с фазированной решеткой, 2-е изд., Р. К. Хансен, John Wiley & Sons, 1998 г.
5. Справочник по антенным решеткам с фазированной решеткой, 2-е изд., Роберт Майу, Artech House, 2005 г.
6. Антенны с фазированной решеткой Аруна К. Бхаттачарья, John Wiley & Sons, 2006 г.
7. Микроволновой фазовращатель. Архивировано 27 марта 2003 г. в информации Wayback Machine от Herley General Microwave.

Внешние ссылки

• «Фазовращатели», Micorwaves101.com
• Информация о микроволновом фазовращателе от Herley General Microwave
• [1] Недорогая конструкция электромеханического фазовращателя, включая краткое описание полупроводниковых методов @ www.activefrance.com ^{[ мертвая ссылка ]}