Реле исторически было одним из первых электронных компонентов в радиотехнических системах. Несмотря на преклонный возраст, реле как функциональный элемент не утратило своей актуальности и сегодня. Это направление элементной базы активно развивается во всем мире. В том числе — в сторону улучшения своих высокочастотных свойств, что чрезвычайно актуально для соверменной радиоэлектронной аппаратуры. Высокочастотные реле востребованы в таких массовых и перспективных системах, как беспроводные локальные сети передачи информации, высокоскоростные коммутаторы и т.д. С продукцией одного из производителей таких реле – компанией OMRON – мы и предлагаем познакомиться.
Реле исторически было одним из первых электронных компонентов в радиотехнических системах. Несмотря на преклонный возраст, реле как функциональный элемент не утратило своей актуальности и сегодня. Это направление элементной базы активно развивается во всем мире. В том числе — в сторону улучшения своих высокочастотных свойств, что чрезвычайно актуально для соверменной радиоэлектронной аппаратуры. Высокочастотные реле востребованы в таких массовых и перспективных системах, как беспроводные локальные сети передачи информации, высокоскоростные коммутаторы и т.д. С продукцией одного из производителей таких реле – компанией OMRON – мы и предлагаем познакомиться.
Важная особенность развития беспроводных технологий —неуклонное стремление к увеличению несущих частот, вызванное потребностью передачи все больших объемов информации. Так, беспроводные сети стандартов IEEE 802.11 работают в диапазонах 2,4 и 5 ГГц, в мобильной телефонии прорабатывается возможность перехода со стандарта 3G в 2-ГГц диапазоне на стандарт следующего поколения 4G и частоту 7 ГГц при существенном увеличении передаваемого объема информации. Подобная тенденция характерна не только для многих систем беспроводной передачи информации, но и в области тестового и измерительного оборудования, цифрового и кабельного телевидения, в различных индустриальных приложениях для передачи данных и т.д. Очевидно, что для построения таких систем необходима высокочастотная элементная база. В частности, для коммутации высокочастотных сигналов необходимы средства переключения каналов с минимальными потерями, минимальным коэффициентом стоячей волны (КСВ) и максимальной изоляцией выводов. Эти задачи решаются с помощью специальных высокочастотных реле, широкий спектр которых производит японская компания OMRON.
При выборе нужного реле важны три группы характеристик: рабочая частота, волновое сопротивление и высокочастотные параметры, такие как изоляция выводов, вносимые и обратные потери. Компания OMRON выпускает линейку реле с волновыми сопротивлениями 50 и 75 Ом, работающими на частотах до 26,5 ГГц (табл.1).
Высокочастотные параметры реле Высокочастотные параметры зависят от частоты коммутируемого сигнала (табл.2). Например, реле G9YA (рис.1.), отличающееся от других тем, что выполнено в специальном корпусе с коаксиальными выводами, коммутирует мощность до 120 Вт на частоте 3 ГГц и работает в диапазоне -55...85°С Параметр изоляция выводов показывает, какая часть входной мощности в реле проникает на выход в разомкнутом состоянии (рис.2). Его можно вычислить по формуле ... Isolation (дБ) = 10·log (Pout/Pin), где Pout – мощность на выходе, Pin – мощность на входе.
В идеале выходная мощность Pout равна нулю. Типовое значение изоляции колеблется от 30 до 70 дБ. Например, для реле G6Z с волновым сопротивлением 75 Ом на рабочей частоте 500 МГц изоляция составляет 70 дБ, а на частоте 3 ГГц – 40 дБ. Для реле G9YA на частоте 4 ГГц изоляция равна 80 дБ, а на частоте 26 ГГц – примерно 65 дБ. Видно, что с ростом частоты изоляция ухудшается.
Параметр вносимые потери показывает, какая часть входной мощности рассеивается внутри реле в замкнутом состоянии (рис.3). Параметр рассчитывается по формуле ... Insertion loss (дБ) = 10·log (Pout/Pin), где Pout – мощность на выходе, Pin – мощность на входе. В идеальном случае выходная мощность равна входной. Типичные значения потерь составляют от 0,1 до 0,4 дБ. Например, для уже рассмотренного реле G6Z на частоте 500 МГц потери составляют 0,1 дБ, а на частоте 2,3 ГГц — порядка 0,4 дБ. Для реле G9YA на частоте 4 ГГц потери равны 0,1 дБ, а на частоте 24 ГГц — порядка 0,7 дБ. Видно, что с ростом частоты потери увеличиваются. Параметр обратные потери показывает, какая часть входной мощности отражается от реле в замкнутом состоянии (рис. 4). Параметр выражается формулой ... Return loss (дБ) = 10·log (Pret/Pin), где Pret – отраженная мощность, Pin – мощность на входе. Чем больше этот параметр, тем меньше потери. Типичные значения обратных потерь – от 15 до 40 дБ. Например, для реле G6Z на частоте 500 МГц потери составляют порядка 25 дБ, а на частоте 2,3 ГГц – 15 дБ. Для реле G9YA на частоте 4 ГГц величина потерь около 60 дБ, а на частоте 26 ГГц – порядка 15 дБ. При повышении частоты потери возрастают. Разнообразие корпусов делает реле производства компании OMRON незаменимыми при разработке высокочастотных устройств.