eng
Выпуск #9/2018
Тимошенков Валерий Петрович, Ефимов Андрей Геннадиевич
Проектирование SiGe СВЧ-устройства управления для приемно-передающего модуля
Проектирование SiGe СВЧ-устройства управления для приемно-передающего модуля
Просмотры: 1406
Представлена структура устройства управления фазой и амплитудой сигнала для СВЧ приемно-передающих модулей. Рассмотрены методы формирования фазовой задержки. Проведена оригинальная разработка дифференциальной схемы управления фазовой задержки и амплитуды на основе биполярных транзисторов с кремний-германиевой базой. Схемные решения для осуществления фазовой задержки основаны на использовании фильтров высокой и низкой частоты. Усиление блока управления задержкой составляет 1,5 дБ. Глубина управления амплитудой 24 дБ. Выходная линейная мощность устройства равна 5 дБм. Полный потребляемый ток составляет 158 мА при питании 5 В.
УДК 621.38:621.3.049.774:621.382.049.77
DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.486.487
УДК 621.38:621.3.049.774:621.382.049.77
DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.486.487
Теги: core chip heterojunction bipolar transistor phased array sige t/r module гетеропереходный биполярный транзистор приемно-передающий модуль устройство управления фазой
Улучшение эффективности СВЧ радиоприемной и локационной аппаратуры связано с повышением интеграции и улучшением массогабаритных характеристик, с повышением надежности и устойчивости к электромагнитному излучению за счет сокращения длины и количества сварных перемычек между кристаллами, улучшением повторяемости параметров и повышением унификации приемопередающий аппаратуры, повышением радиационной стойкости за счет использования широкозонных полупроводников группы А3В5. В связи с этим используют СВЧ интегрированную схему управления, позволяющую эффективно включать/выключать приемник и передатчик, а также изменять их фазовые и амплитудные характеристики.
Структурная схема устройства управления (УУ) показана на рис. 1.
Она содержит трехвходовые ключи приема/передачи (swrt), аттенюатор (Att), фазовращатель (Ф), усилители сигнала (A), малошумящий усилитель (LNA), предварительный усилитель мощности (PPA) и устройство коммутации (PSSw), выполненное по параллельной или последовательно-параллельной схеме.
В работе рассмотрены способы формирования фазовой задержки для устройств управления модулем Х-диапазона на основе биполярных транзисторов с SiGe-базой. Приведены структурные и электрические схемы, а также параметры ИМС ведущих компаний по изготовлению подобных устройств как на основе элементов группы А3В5, так и на основе гетеропереходных SiGe биполярных транзисторов. В работе показано, что на основе SiGe СВЧ-технологии возможно проектировать УУ с приемлемыми характеристиками и эффективно решать проблемы создания СВЧ-модулей Х-диапазона с точки зрения получения критерия «цена/качество».
Авторы считают, что в данной работе новыми являются оригинальные дифференциальные схемотехнические решения для формирования фазовой задержки на основе гетеропереходных транзисторов с кремний-германиевой базой.
ЛИТЕРАТУРА
1. OMMIC Preliminary Datasheet CGY2170UH 7-bit X-Band Core Chip http://www.ommic.fr/download/2FCGY2170UH_C1.pdf.
2. United Monolithic Semiconductors X-band Core Chip GaAs Monolithic Microwave IC СНС3014-99F http://module-csums.cognix-systems.com/telechargement/2-5-1.pdf.
3. A Four-Channel Bi-directional CMOS Core Chip for X-band Phased Array T/R Modules.
4. Carosi N., Bettidi A., Nanni A., Marescialli L. and Centronio A. A Mixed-signal X-band SiGe Multi-function Control MMIC for Phased Array Radar Applications, in Proc. of 39th Eur. Microw. Conf., Oct. (2009), pp. 240–243.
5. Jeong J. C., Yom I. X-band High Power SiGe BiCMOS Multifunction Chip for Active Phased Array Radars, Electron. Lett., Vol. 47, No. 10, pp. 618–619, Dec. (2011).
1. CMOS Core Chips http://www.rfcore.com/productsservices/cmos-core-chips.
2. Perigrine Semiconductor Datasheet PE1901 Monolitic Phase & Amplitude Controller. 8–12GHz http://www.psemi.com/pdf/datasheets/pe19601ds.pdf.
3. METDA Semiconductor NC1517C-812 GaAs MMIC X band T/R Multi-functional chip. 8–12GHz.
4. MICRAN X-band GaAs MMICCore Chip http://www.micran.ru/sites/micran_ru/data/UserFile/File/Sertificat/2013/130615_MP001D%20Datasheet%20(v.1.0).pdf.
5. MACOM Announces Industry’s First Highly Integrated Plastic Packaged Control MMIC for Commercial Radar Applications https://www.macom.com/about/news-and-events/press-release-archive/row-col1/news--event-archive/macom-announces-industrys-first.
Структурная схема устройства управления (УУ) показана на рис. 1.
Она содержит трехвходовые ключи приема/передачи (swrt), аттенюатор (Att), фазовращатель (Ф), усилители сигнала (A), малошумящий усилитель (LNA), предварительный усилитель мощности (PPA) и устройство коммутации (PSSw), выполненное по параллельной или последовательно-параллельной схеме.
В работе рассмотрены способы формирования фазовой задержки для устройств управления модулем Х-диапазона на основе биполярных транзисторов с SiGe-базой. Приведены структурные и электрические схемы, а также параметры ИМС ведущих компаний по изготовлению подобных устройств как на основе элементов группы А3В5, так и на основе гетеропереходных SiGe биполярных транзисторов. В работе показано, что на основе SiGe СВЧ-технологии возможно проектировать УУ с приемлемыми характеристиками и эффективно решать проблемы создания СВЧ-модулей Х-диапазона с точки зрения получения критерия «цена/качество».
Авторы считают, что в данной работе новыми являются оригинальные дифференциальные схемотехнические решения для формирования фазовой задержки на основе гетеропереходных транзисторов с кремний-германиевой базой.
ЛИТЕРАТУРА
1. OMMIC Preliminary Datasheet CGY2170UH 7-bit X-Band Core Chip http://www.ommic.fr/download/2FCGY2170UH_C1.pdf.
2. United Monolithic Semiconductors X-band Core Chip GaAs Monolithic Microwave IC СНС3014-99F http://module-csums.cognix-systems.com/telechargement/2-5-1.pdf.
3. A Four-Channel Bi-directional CMOS Core Chip for X-band Phased Array T/R Modules.
4. Carosi N., Bettidi A., Nanni A., Marescialli L. and Centronio A. A Mixed-signal X-band SiGe Multi-function Control MMIC for Phased Array Radar Applications, in Proc. of 39th Eur. Microw. Conf., Oct. (2009), pp. 240–243.
5. Jeong J. C., Yom I. X-band High Power SiGe BiCMOS Multifunction Chip for Active Phased Array Radars, Electron. Lett., Vol. 47, No. 10, pp. 618–619, Dec. (2011).
1. CMOS Core Chips http://www.rfcore.com/productsservices/cmos-core-chips.
2. Perigrine Semiconductor Datasheet PE1901 Monolitic Phase & Amplitude Controller. 8–12GHz http://www.psemi.com/pdf/datasheets/pe19601ds.pdf.
3. METDA Semiconductor NC1517C-812 GaAs MMIC X band T/R Multi-functional chip. 8–12GHz.
4. MICRAN X-band GaAs MMICCore Chip http://www.micran.ru/sites/micran_ru/data/UserFile/File/Sertificat/2013/130615_MP001D%20Datasheet%20(v.1.0).pdf.
5. MACOM Announces Industry’s First Highly Integrated Plastic Packaged Control MMIC for Commercial Radar Applications https://www.macom.com/about/news-and-events/press-release-archive/row-col1/news--event-archive/macom-announces-industrys-first.
Отзывы читателей
