eng
Выпуск #2/2018
В. Кочемасов, А. Кирпиченков
Твердотельные СВЧ-переключатели. Часть 3
Твердотельные СВЧ-переключатели. Часть 3
Просмотры: 2126
Рассмотрены СВЧ-переключатели нескольких типов: модульные многопозиционные и DPDT, программируемые по USB-интерфейсу, волноводные на pin-диодах. Приведена информация о параметрах и особенностях таких переключателей, выпускаемых рядом производителей.
УДК 621.389 | ВАК 05.27.00
DOI: 10.22184/1992-4178.2018.173.2.150.163
УДК 621.389 | ВАК 05.27.00
DOI: 10.22184/1992-4178.2018.173.2.150.163
В первых двух частях статьи, опубликованных в предыдущих номерах журнала, рассматривались общие сведения о твердотельных СВЧ-пере¬клю¬чателях и технологиях, используемых при их создании, а также модульные SPST- и SPDT-переключатели. В данной части речь пойдет о модульных многопозиционных и DPDT-переключателях, об устройствах, программируемых по USB-интерфейсу, и волноводных переключателях на pin-диодах.
МОДУЛЬНЫЕ МНОГОПОЗИЦИОННЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Многопозиционные переключатели, имеющие один вход и много выходов, широко используются в радиолокационных и связных системах, в переключаемых фильтрах, в различного рода сборках, включающих в себя усилители, ограничители, аттенюаторы, фазовращатели, а также при проведении испытаний. Типичным примером подобных испытаний может служить измерение с помощью анализатора цепей характеристик больших партий ПАВ-фильтров (рис. 18). Целесообразность применения для этого твердотельных многопозиционных переключателей объясняется большой скоростью их переключения. При этом малые вносимые потери и большая развязка между портами многопозиционных переключателей обеспечивают широкий динамический диапазон, а значит и высокую точность измерений.
По сути, многопозиционные переключатели представляют собой набор объединенных по входу SPST-переключателей (рис. 19). При модульном исполнении входной порт с выходными соединяется чаще всего посредством размещения SPST-переключателей в канавки, полученные фрезерованием металлического корпуса (рис. 20). В собранном виде многопозиционные переключатели отличаются конструктивным разнообразием. Все соединители, как правило, устанавливаются на торцевых поверхностях корпусов прямоугольного (рис. 21) или квазидискового (рис. 22) сечения. В случае прямоугольных конструкций соединители могут располагаться на одной, двух, трех или четырех торцевых гранях, а иногда – при большом числе входных соединителей – на торцевой грани в два ряда (рис. 23). Когда количество выходных соединителей становится очень большим, они устанавливаются в матричном порядке, например 16 Ч 8 = 128, на крышке переключателя, выполненного в виде настольного прибора (рис. 24). При дисковой конструкции увеличить число выходных соединителей можно, нарастив количество дисков. Например, в переключателе RFSP160TA0020G-S, сформированном на пяти дисках, 160 выходов: 5 Ч 32 (рис. 25).
Наряду с прямоугольными и дисковыми корпусами в переключателях могут применяться и иные конструкторские решения (рис. 26).
Отличный от изделий всех других производителей конструктив – на печатных платах – разработала компания Ranatec. СВЧ-компоненты переключателей экранируются металлическим экраном, а высокочастотные и низкочастотные соединители размещаются с двух сторон печатной платы. Модели RI 2441, RI 2481, RI 2583 (рис. 27) работают в диапазоне от 0 до 6 ГГц, а модель RI 2582 – от 0,1 до 4,8 ГГц. Для первых трех характерны вносимые потери 2,2–4,3 дБ, развязка 55–30 дБ и высокая линейность (IIP3 = 64 дБм). Вносимые потери переключателя RI 2582 (типа DP8T) находятся в пределах 3,8–6,0 дБ, развязка больше 70 дБ, а IIP3 = 40 дБм. Другое изделие этой компании RI 2421 представляет собой строенный SPDT-переключатель (SPDTx3), предназначенный для тестирования большого объема компонентов. В полосе 0–6 ГГц переключатель демонстрирует хорошую линейность (IIP3 = 63 дБм) и высокое быстродействие (менее 10 мкс).
Количество фирм и выпускаемых ими многопозиционных модульных переключателей чрезвычайно велико (табл. 4). Например, общее количество переключателей только трех конфигураций SP3T, SP4T и SP5T производства компании Cobham Signal & Control Solutions достигает 270. Все переключатели оснащены ТТЛ-совместимым встроенным драйвером, обеспечивающим напряжения питания +5 В и –12… –18 В. В каждый из портов встроены развязки по постоянному току. При необходимости переключатели могут поставляться в герметичном исполнении, в том числе с результатами всех испытаний, необходимых для военной и космической техники.
Столь же широкое разнообразие характерно для изделий компании Cernex. Ее продуктовая линейка насчитывает 200 моделей отражательных и поглощающих переключателей типа SP3T, SP4T, SP5T, SP6T, SP7T, SP8T, SP10T, предназначенных для работы на частотах вплоть до 100 ГГц.
В бульшей части устройств используется последовательная или параллельно-последовательная конфигурации. Соответственно, переключатели могут быть как отражательными, так и поглощающими. Многие фирмы (Kratos, PMI, Miteq, Millenium Microwave Corp.) производят переключатели, обеспечивающие амплитудное и фазовое согласования. Например, у SP4T- и SP6T-переключателей компании Kratos (модели F9341T и F9361T) согласование по амплитуде с точностью 1 дБ, а по фазе 12° в диапазоне частот от 2 до 21 ГГц. 16-позиционная модель типа PA1618 этой же компании обеспечивает в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц амплитудное согласование с точностью 1,5 дБ и по фазе 30° между любыми двумя выходами. Похожие результаты демонстрирует переключатель P7T 2G18G 60-T 1W компании PMI: по амплитуде согласование не хуже ±0,5 дБ, а по фазе между одинаковыми выходами в разных образцах – не выше ±15°.
В широком диапазоне частот 0,05–67,0 ГГц работают переключатели типа SP3T, …, SP8T компании Ducommun Technologies и Pasternack. Изделия этих фирм доступны как в отражательном, так и в поглощающем вариантах. Время переключения в них не превышает 100 нс, входная мощность находится в пределах 1,0–0,5 Вт.
Переключатели SP3T, SP4T, SP5T, SP6T, SP7T SW-серии компании Miteq интересны тем, что могут выпускаться как с соединителями, так и без них – в исполнении drop-in. Эту же возможность предлагают компании Kratos, AMC, MCE/KDI, Narda Microwave-East, PMI, LNX, CMC.
Линейку отражательных и поглощающих переключателей для систем спутниковой связи производит компания ETL. Наряду со стандартными pin-диодными устройствами, рассчитанными на диапазоны частот 3–5 и 0,5–18 ГГц, компания предлагает так называемые smart-переключатели, снабженные светодиодной индикацией, позволяющей визуально контролировать путь прохождения поступающего на вход сигнала до одного из выходов в реальном времени. Эти изделия (CST-POE-SW04-1082 и CST-POE-SW08-1083) рассчитаны на диапазон частот 850–2 150 МГц и характеризуются вносимыми потерями менее 6 дБ и развязкой 65–70 дБ. Уровень паразитных составляющих в рабочей полосе частот не превышает –95 дБм, а за пределами рабочей полосы – менее –80 дБм.
МОДУЛЬНЫЕ DPDT-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Переключатели DPDT (2P2T), называемые также трансферными (transfer), находят применение в системах связи, радиоэлектронной борьбы и тестовых испытаниях. С их помощью решается задача прохождения сигнала от источника к измерительным средствам напрямую либо через испытуемые пассивные (рис. 28a) или активные (рис. 28б) изделия. Их использование позволяет проводить многократные сравнительные измерения, например определять уровень паразитных и гармонических составляющих с помощью генератора сигналов и анализатора спектра и S-параметров с помощью анализатора цепей в рамках стенда (рис. 29) без переключения кабельных соединений. DPDT-переключатели изготавливаются в модульном и интегральном исполнениях. Модульные переключатели чаще всего реализуются на pin-диодах и в целом обеспечивают большую развязку между портами по сравнению с интегральными изделиями. Достигнутые в некоторых модульных устройствах значения развязки в 100 дБ и более подтверждают их конкурентоспособность с электромеханическими аналогами. Основные производители модульных DPDT-переключателей – компании Kratos, PMI, AMC, G. T. Microwave, Cobham Signal & Control Solutions, Pasternack, Elbit Systems, Narda, Keysight и др. (табл. 5, рис. 30).
В линейке продукции компании Kratos DPDT-переключатели представлены одной моделью F940H, реализованной на микрополосковых линиях передачи с использованием pin-диодов (рис. 31). Устройство выполняет свои функции в весьма широкой полосе частот от 0,5 до 18,0 ГГц, обеспечивая при этом малые вносимые потери, достаточно высокую развязку и малое время переключения (табл. 5) в диапазоне температур от –65 до 110 °C в условиях повышенной влажности, наличия вибрации и ударов. Тестируют переключатели в соответствии с методами, прописанными в стандарте США MIL-STD 202F. Встроенный драйвер обеспечивает необходимые управляющие напряжения и постоянные напряжения смещения +5 В и –12 В.
Более 40 моделей DPDT-переключателей применительно к задачам радиоэлектронной борьбы, связи и тестирования выпускает компания Cobham Signal & Control Solutions. Рабочий диапазон этих устройств очень широк: от изделий с частотой 0,01–0,1 ГГц до переключателей, предназначенных для диапазона частот 0,5–18,0 ГГц. Все переключатели снабжены ТТЛ-совместимыми драйверами, обеспечивающими напряжения смещения +5 В и –12… –18 В. По всем портам DPDT-переключателей предусмотрена развязка по постоянному току. В зависимости от назначения, устройства удовлетворяют различным требованиям, в частности аэрокосмическим.
Большое количество моделей поглощающих DPDT-переключателей, рассчитанных на диапазоны частот 0,01–1,00; 1–2; 2–4; 4–8; 8–12; 12–18 и 1–18 ГГц, производит компания Pasternack. Все изделия отличаются низкими вносимыми потерями (1,0–3,1 дБ), большой развязкой (80–65 дБ) и временем переключения менее 100 нс.
14 моделей DPDT-переключателей отражательного и поглощающего типов в диапазонах частот 0,01–1,00; 0,4–0,5; 0,4–1,0; 0,5–18,0; 0,7–2,3; 1,0–2,0; 1–18; 2–4; 4–8; 7–8; 8–12; 9–10; 12–18 ГГц предлагает компания PMI. В этих изделиях вносимые потери варьируются от 1 до 5 дБ, развязка меняется от 55 до 80 дБ, а время переключения не превышает 15–100 нс.
Еще более широкую номенклатуру DPDT-переключателей выпускает компания AMC, изделия которой классифицируются на широкополосные, узкополосные большой мощности, с низкими вносимыми потерями, большими развязками и низкими уровнями видеопросачивания. Доступны следующие диапазоны частот: 0,16 ± 0,025; 0,4–0,6; 0,01–1,00; 5,2–5,9; 0,004–6,000; 2–6; 9–10; 6–18; 5–18; 1–18; 0,5–18,0; 0,3–18,0; 0,03–27,00 ГГц.
На широкий температурный диапазон рассчитаны DPDT-переключатели серии MW12RT, выпускаемые компанией Elbit Systems для диапазонов 0,01–0,5; 0,2–0,5; 0,5–2,0; 2–8 и 2–18 ГГц. Устройства оснащены встроенным драйвером и работоспособны при входных мощностях менее 200 мВт. В первых двух диапазонах время переключения составляет 10 и 1 мкс соответственно, в остальных трех – не превышает 30 нс.
Применительно к задачам связи, локации, измерения и тестирования компания Keysight создала четыре DPDT-переключателя, два из которых на pin-диодах и два – на арсенид-галлиевых полевых транзисторах. В pin-диодных устройствах была использована интегральная pin-диодная микросхема, дополненная несколькими шунтирующими pin-диодами с идентичными характеристиками. Эти pin-диодные DPDT-переключатели (модели P9400A и P9400C) предназначены для диапазонов частот 0,1–8,0 ГГц и 0,1–18,0 ГГц. Оба устройства отличаются низкими вносимыми потерями и превосходными межпортовыми развязками (табл. 5). Еще более высокий уровень развязки обеспечивается в переключателях U9400A и U9400C, реализованных на полевых транзисторах (рис. 32). Эти изделия характеризуются также низкими уровнями вносимых потерь и видеопросачивания – всего 90 мВ (пик-пик), в отличие от pin-диодных переключателей, где этот показатель превышает 1 В (пик-пик). Благодаря столь низкому уровню видеопросачивания эти изделия подходят для тестирования весьма чувствительных к уровню допустимых напряжений компонентов, например смесителей и усилителей. При этом не только повышается точность измерений, но и исключается возможность выхода из строя чувствительных тестируемых компонентов.
Еще одно преимущество этих переключателей – небольшое время установления развязки при переключении, например, из режима с малым ослаблением в режим с максимальным ослаблением. Это время определяется от момента начала переключения до момента, когда развязка достигает установившегося значения с точностью 0,01 дБ. В обычных переключателях на полевых транзисторах время установления превышает 50 мс, в моделях U9400A и U9400C – равно 0,35 мс. Данное обстоятельство в сочетании с чрезвычайно высокой развязкой позволяет эффективно использовать эти DPDT-переключатели при тестировании больших партий компонентов. Высокий уровень развязки в разработанных DPDT-переключателях делает их конкурентоспособными с электромеханическими переключателями в тех вариантах применения, где допустимые вносимые потери могут составлять несколько децибел.
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ,
ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ПО USB-ИНТЕРФЕЙСУ
Ряд компаний специализируется на создании переключателей, программируемых по USB-интерфейсу (табл. 6). Подобные устройства находят применение при разработке, испытаниях и тестировании различного рода изделий в лабораторных, полевых и промышленных условиях. Управление этими переключателями выполняется с помощью графического интерфейса пользователя (Graphic User Interface, GUI), совместимого с операционной системой Windows или другими специальными программами. Для хранения подобных программ используется флеш-память, объем которой, например в переключателях компании Telemakus, достигает 0,5 Гбайт. По интерфейсу USB на переключатели подается также питающее напряжение.
В настоящее время на рынке представлены устройства типа SPDT, SP4T, DP8T (рис. 33). SPDT-переключатели могут использоваться как для коммутации двух сигналов (рис. 34а), так и для формирования радиоимпульсов из синусоидальных колебаний (рис. 34б). В некоторых изделиях, например компании Vaunix, помимо управления по USB, предусмотрена возможность ручного управления, что особенно полезно в лабораторных применениях. Модели PE71S3901 и P2T 500M40G-USB программируемых переключателей имеют чрезвычайно широкий диапазон рабочих частот (до 40 ГГц). Две модели TES6000-30 и TES7000-50 компании Telemakus отличаются весьма высокой (менее 33 нс) скоростью переключения (табл. 6).
Широкими функциональными возможностями обладает переключатель RI 2582 компании Ranatec (см. рис. 33е), обеспечивающий подключение каждого из двух входов к любому из восьми выходов. Устройство эффективно при большом объеме тестируемых изделий.
Все программируемые переключатели отличаются относительно низкой стоимостью.
ВОЛНОВОДНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
НА PIN-ДИОДАХ
Волноводные переключатели широко используются в верхней части СВЧ-диапазона в радиолокационных и связных системах, в тестовом оборудовании для формирования лучей и переключения антенных устройств, для защиты входных цепей приемников, формирования радиоимпульсов нужной амплитуды и длительности, в дуплексорах и мультиплексорах, для изменения пути прохождения сигналов, подключения и отключения нагрузок и пр.
Номенклатура волноводных устройств, их характеристики (табл. 7) и конструкции (рис. 35) отличаются значительным разнообразием. Четыре серии волноводных pin-переключателей производит компания Millitech. Серия PSP включает семь моделей, перекрывающих диапазон частот от 18 до 110 ГГц, причем в пяти из них (18,0–26,5; 26,5–40,0; 33,0–50,0; 40,0–60,0 и 50,0–75,0 ГГц) переключатели выпускаются в полных волноводных диапазонах, а в двух (60,0–90,0 и 75,0–110,0 ГГц) – полосы рабочих частот не превышают 10 ГГц (можно заказать изделия с данной полосой в пределах указанных диапазонов).
Стандартное время переключения в изделиях этой серии обычно равно 20 нс при переходе из положения с малым ослаблением в положение с большим ослаблением и 150 нс при переходе из положения с большим ослаблением в положение с малым ослаблением. Переключатели могут поставляться как с драйверами, так и без них.
Кардинальное снижение времени переключения до 2 нс достигается в SPST-переключателях отражательного типа серии PSH благодаря сужению диапазона рабочих частот и специальным драйверам, идеально совместимым с переключателями. Низкая стоимость, малые габариты и небольшая потребляемая мощность драйверов позволяют интегрировать их в переключатели без существенного увеличения габаритов устройства. Время задержки в таких драйверах не превышает 8 нс, что позволяет коммутировать переключатели с частотой 20 МГц. Изделия этой серии могут поставляться как с драйверами, так и без них. В серию входят семь моделей pin-диодных SPST-переключателей, работающих в диапазонах частот 18,0–26,5; 26,5–40,0; 33–50; 40–60; 50–75; 60–90; 75–95 ГГц. Достижимые рабочие полосы в этих изделиях равны 8,5; 10; 10; 6; 6; 5; 5 ГГц соответственно, вносимые потери составляют 2,0–3,5 дБ, развязка по мере повышения частоты снижается от 30 до 18 дБ. Для увеличения развязки можно использовать несколько последовательно включенных переключателей с установленными между ними вентилями. Такое решение позволяет повысить развязку до 40–60 дБ при увеличении вносимых потерь до 5,5–6,5 дБ.
Помимо SPST-устройств, компания MIllitech выпускает SPDT-переключатели PDT-серии, которые отличаются конструктивным исполнением (см. рис. 35а, б). Предлагается 27 моделей в диапазонах частот: 18,0–26,5; 26,5–40,0; 33–40; 33–43; 33–50; 40–45; 43–47; 45–50; 40–47; 47–53; 53–60; 50–60; 55–75; 57–66; 66–75; 60–89; 60–66; 65–71; 71–76; 76–81; 81–86; 85–90; 75–85; 80–100; 85–92; 92–96; 96–100 ГГц. Вносимые потери в этих переключателях по мере повышения частоты возрастают от 1,8 до 3,0 дБ, а развязка снижается с 30 до 18 дБ.
Многопозиционные pin-диодные переключатели типа SP3T и SP4T реализуются в рамках серий PS3 и PS4. Первая представлена четырьмя моделями: PS3-28, PS3-15, PS3-12, PS3-10, рассчитанными на работу в диапазонах частот 26,5–40,0; 50–75; 60–90 и 75–110 ГГц. Переключатели типа SP4T (модели PS4–28, PS4–22, PS4–19) предназначены для диапазонов частот 26,5–40,0; 33–50 и 40–60 ГГц. Все многопозиционные устройства имеют вносимые потери 2,4–2,7 дБ, а развязка составляет 20–18 дБ. Времена нарастания и спада в переключателях обоих типов одинаковы (20 и 300 нс соответственно). Большую скорость переключения можно реализовать за счет некоторого увеличения вносимых потерь.
Достаточно широкую линейку pin-диодных SPST-переключателей серии HSW в диапазоне 18–50 ГГц выпускает компания HXI. Использование кремниевых или арсенид-галлиевых pin-диодов позволяет поставлять переключатели либо с низкими вносимыми потерями, либо с увеличенной развязкой (рис. 36). Высокие характеристики и надежность изделий достигаются, в частности, благодаря золочению внутренней поверхности корпуса переключателя. Увеличенная до 1 Вт входная мощность обеспечивается компанией в изделиях серии HSWM в диапазоне частот 18–80 ГГц. Из 12 стандартных переключателей, входящих в эту серию, шесть имеют конфигурацию SPST и столько же – SPDT. Многопозиционные устройства производятся в соответствии с техническими требованиями заказчиков. Так же как и в HSW-серии предусмотрена возможность обеспечения либо малых вносимых потерь, либо высокой (до 60 дБ) развязки. Стандартные модели этой серии с временем переключения 3 нс комплектуются ТТЛ-драйверами. Опционально можно заказать изделия с ЭСЛ-драйверами, уменьшенным до 2 нс временем переключения и увеличенной до нескольких ватт входной мощностью.
Крупный производитель волноводных устройств – компания Sage Millimeter, в линейке продукции которой представлены SPST-, SPDT- и SP4T-переключатели, реализованные с использованием pin-диодов. В серии SKS (SPST-переключатели) предлагаются поглощающие и отражательные модели. Первые доступны в диапазонах частот 2,0–4,0; 4,0–8,0; 8,0–18,0; 0,5–18,0; 18,0–26,5; 26,5–40,0; 33–50; 18–50 ГГц, для них характерны вносимые потери от 1,1 до 2,5 дБ и развязка от 80 до 30 дБ. Скорость переключения во всех моделях равна 100 нс, а допустимая входная мощность меняется от 1 до 0,25 Вт по мере увеличения частоты. Отражательные SPST-переключатели выпускаются в диапазонах 2,0–4,0; 4,0–8,0; 8,0–18,0; 0,5–18,0; 18,0–26,5; 26,5–40,0; 18,0–40,0; 33,0–50,0; 18–50; 45,0–55,0; 55,0–65,0; 75–85,0; 90,0–100,0 ГГц. Вносимые потери в этих устройствах находятся в пределах 0,8–2,8 дБ, а развязка уменьшается по мере повышения частоты от 80 до 25 дБ. Скорости переключения и допустимые входные мощности данных устройств такие же, как и у поглощающих. Основное преимущество отражательных переключателей – расширенный диапазон рабочих частот. Включив на входе и выходе отражательного переключателя вентили, их легко трансформировать в поглощающие.
SPDT-переключатели компании Sage Millimeter рассчитаны на работу в диапазонах частот 18,0–26,5; 26,5–40,0; 18,0–40,0; 33,0–55,0; 18,0–50,0; 55,0–65,0; 75,0–85,0; 90,0–100,0 ГГц. По мере повышения частоты вносимые потери возрастают с 2,5 до 5,0 дБ, а развязка снижается от 40 до 25 дБ. Допустимая мощность и время переключения во всех моделях равны 0,25 Вт и 100 нс соответственно.
Помимо SPST- и SPDT-изделий, компания выпускает 4-позиционные отражательные и поглощающие переключатели (серия SK4) в диапазонах частот 18,0–26,5; 26,5–40,0; 18,0–40,0; 33,0–55,0; 18,0–50,0; 45,0–55,0; 45,0–55,0; 55,0–65,0; 50,0–75,0; 69,0–77,0; 72,0–81,0 ГГц. Вносимые потери в этих устройствах меняются от 4 до 8 дБ, а развязка – от 40 до 30 дБ. Время переключения и допустимая входная мощность такие же, как у SPDT-переключателей. Все эти изделия поставляются как с драйверами (рис. 35л, м), так и без них (драйверы с коаксиальными входом и выходом на рис. 35л, м расположены сверху).
В девяти волноводных диапазонах (18–150 ГГц) SPST-переключатели, обеспечивающие работу в 10%-ной полосе относительно центральной частоты, производит компания ELVA 1. Низкие вносимые потери и достаточно высокая развязка (рис. 37) свидетельствуют о высоком качестве изделий. Встроенные драйверы обеспечивают время переключения 4–6 нс. Развязка 60 дБ в переключателе может быть реализована по желанию заказчика.
Достаточно широкий набор переключателей для гражданской и военной авиационной техники, радиолокаторов, медицинских и телекоммуникационных приложений, спутниковых систем связи, измерительного и тестового оборудования производит компания Ducommun Technologies. В диапазонах частот 50–75, 60–90 и 75–110 ГГц компания выпускает SPST- и SPDT-переключатели отражательного типа на основе арсенид-галлиевых pin-диодов. Помимо этого, компания предлагает многопозиционные модели переключателей CP4-60086030-02 (рис. 35п), CP4-77305030-D2 и CP10-77308030-D2 (рис. 35р), первый из них для диапазона 56–64 ГГц, а два других – 75–78 ГГц. При необходимости переключатели отражательного типа трансформируются в поглощающие посредством подключения вентилей к входному и выходному портам.
По заказу отражательные и поглощающие волноводные переключатели на pin-диодах типа SPST и SPDT выпускает компания Cernex. В диапазонах частот 18,0–26,5 и 26,5–40 ГГц доступны устройства с рабочей полосой, совпадающей с этими двумя диапазонами. В диапазонах 33–50, 40–60, 50–75, 60–90, 75–110 ГГц рабочая полоса не превышает 10 ГГц. В SPST-переключателях вносимые потери не выходят за пределы 1,2–2,5 дБ, а в SPDT-переключателях меняются от 1,8 до 3,0 дБ. Развязка во всех переключателях превышает 20 дБ. Время переключения находится в пределах 100–250 нс.
Две серии (910 и 911) отражательных SPST-переключателей предлагает на заказ компания Mi-Wave. Оба вида устройств отличаются низкими вносимыми потерями и могут поставляться как с различными драйверами, так и без них. Рабочая полоса в изделиях 910-й и 911-й серий составляет соответственно 6 и 10% центральной рабочей частоты. При этом развязка достигает 60 дБ. В отражательных SPDT-переключателях 912-й серии рабочая полоса равна 6% от центральной рабочей частоты, а развязка доходит до 40 дБ.
Для относительно низких (10,25–10,50 ГГц) частот выпускает переключатели компания CPI. В узкой рабочей полосе обеспечиваются небольшие вносимые потери (менее 1,2 дБ), значительная (до 70 дБ) развязка и время переключения менее 250 нс.
Компания Microwave Resources производит SPST- и SPDT-переключатели для семи диапазонов частот (18,0–26,5; 26,5–40,0; 33,0–50,0; 40,0–60,0; 50,0–75,0; 60,0–90,0; 75–110,0 ГГц), причем в первых пяти обеспечивается полный диапазон рабочих частот, а в двух последних рабочая полоса не превосходит 15% центральной рабочей частоты.
Трехпозиционные SP3T-переключатели (серии QSN) поставляются компанией QuinStar.
Таким образом, на рынке представлено широкое разнообразие твердотельных СВЧ-переключателей. На основе информации, приведенной в статье, можно выбрать оптимальный переключатель для решения конкретной задачи. ●
МОДУЛЬНЫЕ МНОГОПОЗИЦИОННЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Многопозиционные переключатели, имеющие один вход и много выходов, широко используются в радиолокационных и связных системах, в переключаемых фильтрах, в различного рода сборках, включающих в себя усилители, ограничители, аттенюаторы, фазовращатели, а также при проведении испытаний. Типичным примером подобных испытаний может служить измерение с помощью анализатора цепей характеристик больших партий ПАВ-фильтров (рис. 18). Целесообразность применения для этого твердотельных многопозиционных переключателей объясняется большой скоростью их переключения. При этом малые вносимые потери и большая развязка между портами многопозиционных переключателей обеспечивают широкий динамический диапазон, а значит и высокую точность измерений.
По сути, многопозиционные переключатели представляют собой набор объединенных по входу SPST-переключателей (рис. 19). При модульном исполнении входной порт с выходными соединяется чаще всего посредством размещения SPST-переключателей в канавки, полученные фрезерованием металлического корпуса (рис. 20). В собранном виде многопозиционные переключатели отличаются конструктивным разнообразием. Все соединители, как правило, устанавливаются на торцевых поверхностях корпусов прямоугольного (рис. 21) или квазидискового (рис. 22) сечения. В случае прямоугольных конструкций соединители могут располагаться на одной, двух, трех или четырех торцевых гранях, а иногда – при большом числе входных соединителей – на торцевой грани в два ряда (рис. 23). Когда количество выходных соединителей становится очень большим, они устанавливаются в матричном порядке, например 16 Ч 8 = 128, на крышке переключателя, выполненного в виде настольного прибора (рис. 24). При дисковой конструкции увеличить число выходных соединителей можно, нарастив количество дисков. Например, в переключателе RFSP160TA0020G-S, сформированном на пяти дисках, 160 выходов: 5 Ч 32 (рис. 25).
Наряду с прямоугольными и дисковыми корпусами в переключателях могут применяться и иные конструкторские решения (рис. 26).
Отличный от изделий всех других производителей конструктив – на печатных платах – разработала компания Ranatec. СВЧ-компоненты переключателей экранируются металлическим экраном, а высокочастотные и низкочастотные соединители размещаются с двух сторон печатной платы. Модели RI 2441, RI 2481, RI 2583 (рис. 27) работают в диапазоне от 0 до 6 ГГц, а модель RI 2582 – от 0,1 до 4,8 ГГц. Для первых трех характерны вносимые потери 2,2–4,3 дБ, развязка 55–30 дБ и высокая линейность (IIP3 = 64 дБм). Вносимые потери переключателя RI 2582 (типа DP8T) находятся в пределах 3,8–6,0 дБ, развязка больше 70 дБ, а IIP3 = 40 дБм. Другое изделие этой компании RI 2421 представляет собой строенный SPDT-переключатель (SPDTx3), предназначенный для тестирования большого объема компонентов. В полосе 0–6 ГГц переключатель демонстрирует хорошую линейность (IIP3 = 63 дБм) и высокое быстродействие (менее 10 мкс).
Количество фирм и выпускаемых ими многопозиционных модульных переключателей чрезвычайно велико (табл. 4). Например, общее количество переключателей только трех конфигураций SP3T, SP4T и SP5T производства компании Cobham Signal & Control Solutions достигает 270. Все переключатели оснащены ТТЛ-совместимым встроенным драйвером, обеспечивающим напряжения питания +5 В и –12… –18 В. В каждый из портов встроены развязки по постоянному току. При необходимости переключатели могут поставляться в герметичном исполнении, в том числе с результатами всех испытаний, необходимых для военной и космической техники.
Столь же широкое разнообразие характерно для изделий компании Cernex. Ее продуктовая линейка насчитывает 200 моделей отражательных и поглощающих переключателей типа SP3T, SP4T, SP5T, SP6T, SP7T, SP8T, SP10T, предназначенных для работы на частотах вплоть до 100 ГГц.
В бульшей части устройств используется последовательная или параллельно-последовательная конфигурации. Соответственно, переключатели могут быть как отражательными, так и поглощающими. Многие фирмы (Kratos, PMI, Miteq, Millenium Microwave Corp.) производят переключатели, обеспечивающие амплитудное и фазовое согласования. Например, у SP4T- и SP6T-переключателей компании Kratos (модели F9341T и F9361T) согласование по амплитуде с точностью 1 дБ, а по фазе 12° в диапазоне частот от 2 до 21 ГГц. 16-позиционная модель типа PA1618 этой же компании обеспечивает в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц амплитудное согласование с точностью 1,5 дБ и по фазе 30° между любыми двумя выходами. Похожие результаты демонстрирует переключатель P7T 2G18G 60-T 1W компании PMI: по амплитуде согласование не хуже ±0,5 дБ, а по фазе между одинаковыми выходами в разных образцах – не выше ±15°.
В широком диапазоне частот 0,05–67,0 ГГц работают переключатели типа SP3T, …, SP8T компании Ducommun Technologies и Pasternack. Изделия этих фирм доступны как в отражательном, так и в поглощающем вариантах. Время переключения в них не превышает 100 нс, входная мощность находится в пределах 1,0–0,5 Вт.
Переключатели SP3T, SP4T, SP5T, SP6T, SP7T SW-серии компании Miteq интересны тем, что могут выпускаться как с соединителями, так и без них – в исполнении drop-in. Эту же возможность предлагают компании Kratos, AMC, MCE/KDI, Narda Microwave-East, PMI, LNX, CMC.
Линейку отражательных и поглощающих переключателей для систем спутниковой связи производит компания ETL. Наряду со стандартными pin-диодными устройствами, рассчитанными на диапазоны частот 3–5 и 0,5–18 ГГц, компания предлагает так называемые smart-переключатели, снабженные светодиодной индикацией, позволяющей визуально контролировать путь прохождения поступающего на вход сигнала до одного из выходов в реальном времени. Эти изделия (CST-POE-SW04-1082 и CST-POE-SW08-1083) рассчитаны на диапазон частот 850–2 150 МГц и характеризуются вносимыми потерями менее 6 дБ и развязкой 65–70 дБ. Уровень паразитных составляющих в рабочей полосе частот не превышает –95 дБм, а за пределами рабочей полосы – менее –80 дБм.
МОДУЛЬНЫЕ DPDT-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Переключатели DPDT (2P2T), называемые также трансферными (transfer), находят применение в системах связи, радиоэлектронной борьбы и тестовых испытаниях. С их помощью решается задача прохождения сигнала от источника к измерительным средствам напрямую либо через испытуемые пассивные (рис. 28a) или активные (рис. 28б) изделия. Их использование позволяет проводить многократные сравнительные измерения, например определять уровень паразитных и гармонических составляющих с помощью генератора сигналов и анализатора спектра и S-параметров с помощью анализатора цепей в рамках стенда (рис. 29) без переключения кабельных соединений. DPDT-переключатели изготавливаются в модульном и интегральном исполнениях. Модульные переключатели чаще всего реализуются на pin-диодах и в целом обеспечивают большую развязку между портами по сравнению с интегральными изделиями. Достигнутые в некоторых модульных устройствах значения развязки в 100 дБ и более подтверждают их конкурентоспособность с электромеханическими аналогами. Основные производители модульных DPDT-переключателей – компании Kratos, PMI, AMC, G. T. Microwave, Cobham Signal & Control Solutions, Pasternack, Elbit Systems, Narda, Keysight и др. (табл. 5, рис. 30).
В линейке продукции компании Kratos DPDT-переключатели представлены одной моделью F940H, реализованной на микрополосковых линиях передачи с использованием pin-диодов (рис. 31). Устройство выполняет свои функции в весьма широкой полосе частот от 0,5 до 18,0 ГГц, обеспечивая при этом малые вносимые потери, достаточно высокую развязку и малое время переключения (табл. 5) в диапазоне температур от –65 до 110 °C в условиях повышенной влажности, наличия вибрации и ударов. Тестируют переключатели в соответствии с методами, прописанными в стандарте США MIL-STD 202F. Встроенный драйвер обеспечивает необходимые управляющие напряжения и постоянные напряжения смещения +5 В и –12 В.
Более 40 моделей DPDT-переключателей применительно к задачам радиоэлектронной борьбы, связи и тестирования выпускает компания Cobham Signal & Control Solutions. Рабочий диапазон этих устройств очень широк: от изделий с частотой 0,01–0,1 ГГц до переключателей, предназначенных для диапазона частот 0,5–18,0 ГГц. Все переключатели снабжены ТТЛ-совместимыми драйверами, обеспечивающими напряжения смещения +5 В и –12… –18 В. По всем портам DPDT-переключателей предусмотрена развязка по постоянному току. В зависимости от назначения, устройства удовлетворяют различным требованиям, в частности аэрокосмическим.
Большое количество моделей поглощающих DPDT-переключателей, рассчитанных на диапазоны частот 0,01–1,00; 1–2; 2–4; 4–8; 8–12; 12–18 и 1–18 ГГц, производит компания Pasternack. Все изделия отличаются низкими вносимыми потерями (1,0–3,1 дБ), большой развязкой (80–65 дБ) и временем переключения менее 100 нс.
14 моделей DPDT-переключателей отражательного и поглощающего типов в диапазонах частот 0,01–1,00; 0,4–0,5; 0,4–1,0; 0,5–18,0; 0,7–2,3; 1,0–2,0; 1–18; 2–4; 4–8; 7–8; 8–12; 9–10; 12–18 ГГц предлагает компания PMI. В этих изделиях вносимые потери варьируются от 1 до 5 дБ, развязка меняется от 55 до 80 дБ, а время переключения не превышает 15–100 нс.
Еще более широкую номенклатуру DPDT-переключателей выпускает компания AMC, изделия которой классифицируются на широкополосные, узкополосные большой мощности, с низкими вносимыми потерями, большими развязками и низкими уровнями видеопросачивания. Доступны следующие диапазоны частот: 0,16 ± 0,025; 0,4–0,6; 0,01–1,00; 5,2–5,9; 0,004–6,000; 2–6; 9–10; 6–18; 5–18; 1–18; 0,5–18,0; 0,3–18,0; 0,03–27,00 ГГц.
На широкий температурный диапазон рассчитаны DPDT-переключатели серии MW12RT, выпускаемые компанией Elbit Systems для диапазонов 0,01–0,5; 0,2–0,5; 0,5–2,0; 2–8 и 2–18 ГГц. Устройства оснащены встроенным драйвером и работоспособны при входных мощностях менее 200 мВт. В первых двух диапазонах время переключения составляет 10 и 1 мкс соответственно, в остальных трех – не превышает 30 нс.
Применительно к задачам связи, локации, измерения и тестирования компания Keysight создала четыре DPDT-переключателя, два из которых на pin-диодах и два – на арсенид-галлиевых полевых транзисторах. В pin-диодных устройствах была использована интегральная pin-диодная микросхема, дополненная несколькими шунтирующими pin-диодами с идентичными характеристиками. Эти pin-диодные DPDT-переключатели (модели P9400A и P9400C) предназначены для диапазонов частот 0,1–8,0 ГГц и 0,1–18,0 ГГц. Оба устройства отличаются низкими вносимыми потерями и превосходными межпортовыми развязками (табл. 5). Еще более высокий уровень развязки обеспечивается в переключателях U9400A и U9400C, реализованных на полевых транзисторах (рис. 32). Эти изделия характеризуются также низкими уровнями вносимых потерь и видеопросачивания – всего 90 мВ (пик-пик), в отличие от pin-диодных переключателей, где этот показатель превышает 1 В (пик-пик). Благодаря столь низкому уровню видеопросачивания эти изделия подходят для тестирования весьма чувствительных к уровню допустимых напряжений компонентов, например смесителей и усилителей. При этом не только повышается точность измерений, но и исключается возможность выхода из строя чувствительных тестируемых компонентов.
Еще одно преимущество этих переключателей – небольшое время установления развязки при переключении, например, из режима с малым ослаблением в режим с максимальным ослаблением. Это время определяется от момента начала переключения до момента, когда развязка достигает установившегося значения с точностью 0,01 дБ. В обычных переключателях на полевых транзисторах время установления превышает 50 мс, в моделях U9400A и U9400C – равно 0,35 мс. Данное обстоятельство в сочетании с чрезвычайно высокой развязкой позволяет эффективно использовать эти DPDT-переключатели при тестировании больших партий компонентов. Высокий уровень развязки в разработанных DPDT-переключателях делает их конкурентоспособными с электромеханическими переключателями в тех вариантах применения, где допустимые вносимые потери могут составлять несколько децибел.
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ,
ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ПО USB-ИНТЕРФЕЙСУ
Ряд компаний специализируется на создании переключателей, программируемых по USB-интерфейсу (табл. 6). Подобные устройства находят применение при разработке, испытаниях и тестировании различного рода изделий в лабораторных, полевых и промышленных условиях. Управление этими переключателями выполняется с помощью графического интерфейса пользователя (Graphic User Interface, GUI), совместимого с операционной системой Windows или другими специальными программами. Для хранения подобных программ используется флеш-память, объем которой, например в переключателях компании Telemakus, достигает 0,5 Гбайт. По интерфейсу USB на переключатели подается также питающее напряжение.
В настоящее время на рынке представлены устройства типа SPDT, SP4T, DP8T (рис. 33). SPDT-переключатели могут использоваться как для коммутации двух сигналов (рис. 34а), так и для формирования радиоимпульсов из синусоидальных колебаний (рис. 34б). В некоторых изделиях, например компании Vaunix, помимо управления по USB, предусмотрена возможность ручного управления, что особенно полезно в лабораторных применениях. Модели PE71S3901 и P2T 500M40G-USB программируемых переключателей имеют чрезвычайно широкий диапазон рабочих частот (до 40 ГГц). Две модели TES6000-30 и TES7000-50 компании Telemakus отличаются весьма высокой (менее 33 нс) скоростью переключения (табл. 6).
Широкими функциональными возможностями обладает переключатель RI 2582 компании Ranatec (см. рис. 33е), обеспечивающий подключение каждого из двух входов к любому из восьми выходов. Устройство эффективно при большом объеме тестируемых изделий.
Все программируемые переключатели отличаются относительно низкой стоимостью.
ВОЛНОВОДНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
НА PIN-ДИОДАХ
Волноводные переключатели широко используются в верхней части СВЧ-диапазона в радиолокационных и связных системах, в тестовом оборудовании для формирования лучей и переключения антенных устройств, для защиты входных цепей приемников, формирования радиоимпульсов нужной амплитуды и длительности, в дуплексорах и мультиплексорах, для изменения пути прохождения сигналов, подключения и отключения нагрузок и пр.
Номенклатура волноводных устройств, их характеристики (табл. 7) и конструкции (рис. 35) отличаются значительным разнообразием. Четыре серии волноводных pin-переключателей производит компания Millitech. Серия PSP включает семь моделей, перекрывающих диапазон частот от 18 до 110 ГГц, причем в пяти из них (18,0–26,5; 26,5–40,0; 33,0–50,0; 40,0–60,0 и 50,0–75,0 ГГц) переключатели выпускаются в полных волноводных диапазонах, а в двух (60,0–90,0 и 75,0–110,0 ГГц) – полосы рабочих частот не превышают 10 ГГц (можно заказать изделия с данной полосой в пределах указанных диапазонов).
Стандартное время переключения в изделиях этой серии обычно равно 20 нс при переходе из положения с малым ослаблением в положение с большим ослаблением и 150 нс при переходе из положения с большим ослаблением в положение с малым ослаблением. Переключатели могут поставляться как с драйверами, так и без них.
Кардинальное снижение времени переключения до 2 нс достигается в SPST-переключателях отражательного типа серии PSH благодаря сужению диапазона рабочих частот и специальным драйверам, идеально совместимым с переключателями. Низкая стоимость, малые габариты и небольшая потребляемая мощность драйверов позволяют интегрировать их в переключатели без существенного увеличения габаритов устройства. Время задержки в таких драйверах не превышает 8 нс, что позволяет коммутировать переключатели с частотой 20 МГц. Изделия этой серии могут поставляться как с драйверами, так и без них. В серию входят семь моделей pin-диодных SPST-переключателей, работающих в диапазонах частот 18,0–26,5; 26,5–40,0; 33–50; 40–60; 50–75; 60–90; 75–95 ГГц. Достижимые рабочие полосы в этих изделиях равны 8,5; 10; 10; 6; 6; 5; 5 ГГц соответственно, вносимые потери составляют 2,0–3,5 дБ, развязка по мере повышения частоты снижается от 30 до 18 дБ. Для увеличения развязки можно использовать несколько последовательно включенных переключателей с установленными между ними вентилями. Такое решение позволяет повысить развязку до 40–60 дБ при увеличении вносимых потерь до 5,5–6,5 дБ.
Помимо SPST-устройств, компания MIllitech выпускает SPDT-переключатели PDT-серии, которые отличаются конструктивным исполнением (см. рис. 35а, б). Предлагается 27 моделей в диапазонах частот: 18,0–26,5; 26,5–40,0; 33–40; 33–43; 33–50; 40–45; 43–47; 45–50; 40–47; 47–53; 53–60; 50–60; 55–75; 57–66; 66–75; 60–89; 60–66; 65–71; 71–76; 76–81; 81–86; 85–90; 75–85; 80–100; 85–92; 92–96; 96–100 ГГц. Вносимые потери в этих переключателях по мере повышения частоты возрастают от 1,8 до 3,0 дБ, а развязка снижается с 30 до 18 дБ.
Многопозиционные pin-диодные переключатели типа SP3T и SP4T реализуются в рамках серий PS3 и PS4. Первая представлена четырьмя моделями: PS3-28, PS3-15, PS3-12, PS3-10, рассчитанными на работу в диапазонах частот 26,5–40,0; 50–75; 60–90 и 75–110 ГГц. Переключатели типа SP4T (модели PS4–28, PS4–22, PS4–19) предназначены для диапазонов частот 26,5–40,0; 33–50 и 40–60 ГГц. Все многопозиционные устройства имеют вносимые потери 2,4–2,7 дБ, а развязка составляет 20–18 дБ. Времена нарастания и спада в переключателях обоих типов одинаковы (20 и 300 нс соответственно). Большую скорость переключения можно реализовать за счет некоторого увеличения вносимых потерь.
Достаточно широкую линейку pin-диодных SPST-переключателей серии HSW в диапазоне 18–50 ГГц выпускает компания HXI. Использование кремниевых или арсенид-галлиевых pin-диодов позволяет поставлять переключатели либо с низкими вносимыми потерями, либо с увеличенной развязкой (рис. 36). Высокие характеристики и надежность изделий достигаются, в частности, благодаря золочению внутренней поверхности корпуса переключателя. Увеличенная до 1 Вт входная мощность обеспечивается компанией в изделиях серии HSWM в диапазоне частот 18–80 ГГц. Из 12 стандартных переключателей, входящих в эту серию, шесть имеют конфигурацию SPST и столько же – SPDT. Многопозиционные устройства производятся в соответствии с техническими требованиями заказчиков. Так же как и в HSW-серии предусмотрена возможность обеспечения либо малых вносимых потерь, либо высокой (до 60 дБ) развязки. Стандартные модели этой серии с временем переключения 3 нс комплектуются ТТЛ-драйверами. Опционально можно заказать изделия с ЭСЛ-драйверами, уменьшенным до 2 нс временем переключения и увеличенной до нескольких ватт входной мощностью.
Крупный производитель волноводных устройств – компания Sage Millimeter, в линейке продукции которой представлены SPST-, SPDT- и SP4T-переключатели, реализованные с использованием pin-диодов. В серии SKS (SPST-переключатели) предлагаются поглощающие и отражательные модели. Первые доступны в диапазонах частот 2,0–4,0; 4,0–8,0; 8,0–18,0; 0,5–18,0; 18,0–26,5; 26,5–40,0; 33–50; 18–50 ГГц, для них характерны вносимые потери от 1,1 до 2,5 дБ и развязка от 80 до 30 дБ. Скорость переключения во всех моделях равна 100 нс, а допустимая входная мощность меняется от 1 до 0,25 Вт по мере увеличения частоты. Отражательные SPST-переключатели выпускаются в диапазонах 2,0–4,0; 4,0–8,0; 8,0–18,0; 0,5–18,0; 18,0–26,5; 26,5–40,0; 18,0–40,0; 33,0–50,0; 18–50; 45,0–55,0; 55,0–65,0; 75–85,0; 90,0–100,0 ГГц. Вносимые потери в этих устройствах находятся в пределах 0,8–2,8 дБ, а развязка уменьшается по мере повышения частоты от 80 до 25 дБ. Скорости переключения и допустимые входные мощности данных устройств такие же, как и у поглощающих. Основное преимущество отражательных переключателей – расширенный диапазон рабочих частот. Включив на входе и выходе отражательного переключателя вентили, их легко трансформировать в поглощающие.
SPDT-переключатели компании Sage Millimeter рассчитаны на работу в диапазонах частот 18,0–26,5; 26,5–40,0; 18,0–40,0; 33,0–55,0; 18,0–50,0; 55,0–65,0; 75,0–85,0; 90,0–100,0 ГГц. По мере повышения частоты вносимые потери возрастают с 2,5 до 5,0 дБ, а развязка снижается от 40 до 25 дБ. Допустимая мощность и время переключения во всех моделях равны 0,25 Вт и 100 нс соответственно.
Помимо SPST- и SPDT-изделий, компания выпускает 4-позиционные отражательные и поглощающие переключатели (серия SK4) в диапазонах частот 18,0–26,5; 26,5–40,0; 18,0–40,0; 33,0–55,0; 18,0–50,0; 45,0–55,0; 45,0–55,0; 55,0–65,0; 50,0–75,0; 69,0–77,0; 72,0–81,0 ГГц. Вносимые потери в этих устройствах меняются от 4 до 8 дБ, а развязка – от 40 до 30 дБ. Время переключения и допустимая входная мощность такие же, как у SPDT-переключателей. Все эти изделия поставляются как с драйверами (рис. 35л, м), так и без них (драйверы с коаксиальными входом и выходом на рис. 35л, м расположены сверху).
В девяти волноводных диапазонах (18–150 ГГц) SPST-переключатели, обеспечивающие работу в 10%-ной полосе относительно центральной частоты, производит компания ELVA 1. Низкие вносимые потери и достаточно высокая развязка (рис. 37) свидетельствуют о высоком качестве изделий. Встроенные драйверы обеспечивают время переключения 4–6 нс. Развязка 60 дБ в переключателе может быть реализована по желанию заказчика.
Достаточно широкий набор переключателей для гражданской и военной авиационной техники, радиолокаторов, медицинских и телекоммуникационных приложений, спутниковых систем связи, измерительного и тестового оборудования производит компания Ducommun Technologies. В диапазонах частот 50–75, 60–90 и 75–110 ГГц компания выпускает SPST- и SPDT-переключатели отражательного типа на основе арсенид-галлиевых pin-диодов. Помимо этого, компания предлагает многопозиционные модели переключателей CP4-60086030-02 (рис. 35п), CP4-77305030-D2 и CP10-77308030-D2 (рис. 35р), первый из них для диапазона 56–64 ГГц, а два других – 75–78 ГГц. При необходимости переключатели отражательного типа трансформируются в поглощающие посредством подключения вентилей к входному и выходному портам.
По заказу отражательные и поглощающие волноводные переключатели на pin-диодах типа SPST и SPDT выпускает компания Cernex. В диапазонах частот 18,0–26,5 и 26,5–40 ГГц доступны устройства с рабочей полосой, совпадающей с этими двумя диапазонами. В диапазонах 33–50, 40–60, 50–75, 60–90, 75–110 ГГц рабочая полоса не превышает 10 ГГц. В SPST-переключателях вносимые потери не выходят за пределы 1,2–2,5 дБ, а в SPDT-переключателях меняются от 1,8 до 3,0 дБ. Развязка во всех переключателях превышает 20 дБ. Время переключения находится в пределах 100–250 нс.
Две серии (910 и 911) отражательных SPST-переключателей предлагает на заказ компания Mi-Wave. Оба вида устройств отличаются низкими вносимыми потерями и могут поставляться как с различными драйверами, так и без них. Рабочая полоса в изделиях 910-й и 911-й серий составляет соответственно 6 и 10% центральной рабочей частоты. При этом развязка достигает 60 дБ. В отражательных SPDT-переключателях 912-й серии рабочая полоса равна 6% от центральной рабочей частоты, а развязка доходит до 40 дБ.
Для относительно низких (10,25–10,50 ГГц) частот выпускает переключатели компания CPI. В узкой рабочей полосе обеспечиваются небольшие вносимые потери (менее 1,2 дБ), значительная (до 70 дБ) развязка и время переключения менее 250 нс.
Компания Microwave Resources производит SPST- и SPDT-переключатели для семи диапазонов частот (18,0–26,5; 26,5–40,0; 33,0–50,0; 40,0–60,0; 50,0–75,0; 60,0–90,0; 75–110,0 ГГц), причем в первых пяти обеспечивается полный диапазон рабочих частот, а в двух последних рабочая полоса не превосходит 15% центральной рабочей частоты.
Трехпозиционные SP3T-переключатели (серии QSN) поставляются компанией QuinStar.
Таким образом, на рынке представлено широкое разнообразие твердотельных СВЧ-переключателей. На основе информации, приведенной в статье, можно выбрать оптимальный переключатель для решения конкретной задачи. ●
Отзывы читателей
