Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе
Предлагается метод расчета электрических параметров элементов многоканального переключателя лучевого типа, у которого входное согласование обеспечивается трансформирующим отрезком линии, расположенным перед многоплечим разветвлением....
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2007
|
| Schriftenreihe: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52888 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе / В.И. Оборжицкий // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 16-19. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-52888 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-528882014-01-09T03:08:42Z Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе Оборжицкий, В.И. Техника сверхвысоких частот Предлагается метод расчета электрических параметров элементов многоканального переключателя лучевого типа, у которого входное согласование обеспечивается трансформирующим отрезком линии, расположенным перед многоплечим разветвлением. 2007 Article Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе / В.И. Оборжицкий // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 16-19. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52888 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Техника сверхвысоких частот Техника сверхвысоких частот |
| spellingShingle |
Техника сверхвысоких частот Техника сверхвысоких частот Оборжицкий, В.И. Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Предлагается метод расчета электрических параметров элементов многоканального переключателя лучевого типа, у которого входное согласование обеспечивается трансформирующим отрезком линии, расположенным перед многоплечим разветвлением. |
| format |
Article |
| author |
Оборжицкий, В.И. |
| author_facet |
Оборжицкий, В.И. |
| author_sort |
Оборжицкий, В.И. |
| title |
Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе |
| title_short |
Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе |
| title_full |
Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе |
| title_fullStr |
Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе |
| title_full_unstemmed |
Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе |
| title_sort |
метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Техника сверхвысоких частот |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52888 |
| citation_txt |
Метод расчета многоканальных лучевых переключателей с согласующим отрезком на входе / В.И. Оборжицкий // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 16-19. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT oboržickijvi metodrasčetamnogokanalʹnyhlučevyhpereklûčatelejssoglasuûŝimotrezkomnavhode |
| first_indexed |
2025-07-05T04:23:26Z |
| last_indexed |
2025-07-05T04:23:26Z |
| _version_ |
1836779471615557632 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
16
ÒÅÕÍÈÊÀ ÑÂÅÐÕÂÛÑÎÊÈÕ ×ÀÑÒÎÒ
Ïðåäëàãàåòñÿ ìåòîä ðàñ÷åòà ýëåêòðè-
÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ýëåìåíòîâ ìíîãîêà-
íàëüíîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ ëó÷åâîãî òèïà,
ó êîòîðîãî âõîäíîå ñîãëàñîâàíèå îáåñ-
ïå÷èâàåòñÿ òðàíñôîðìèðóþùèì îòðåç-
êîì ëèíèè, ðàñïîëîæåííûì ïåðåä ìíî-
ãîïëå÷èì ðàçâåòâëåíèåì.
Ïðèìåíåíèå ìèêðîâîëíîâûõ óñòðîéñòâ ìíîãîêà-
íàëüíîé êîììóòàöèè ñèãíàëà â ñòðóêòóðå ÑÂ×-òðàê-
òîâ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì ðàçëè÷íîãî ïðåäíàçíà-
÷åíèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ âåñüìà æåñòêèìè òðåáîâàíèÿ-
ìè îòíîñèòåëüíî óðîâíÿ ðàçâÿçêè, äèññèïàòèâíûõ
ïîòåðü, à òàêæå îòíîñèòåëüíî óðîâíÿ ñîãëàñîâàíèÿ
íà âõîäå, îñîáåííî ïðè óâåëè÷åíèè ÷èñëà âûõîäíûõ
êàíàëîâ.
Âûïîëíåíèå óêàçàííûõ òðåáîâàíèé â ëó÷åâûõ ïå-
ðåêëþ÷àòåëÿõ äîñòèãàåòñÿ ïóòåì âûáîðà òèïà êîììó-
òèðóþùèõ ýëåìåíòîâ (êëþ÷åé) è ñõåìû èõ ñîåäèíå-
íèÿ è ïóòåì èñïîëüçîâàíèÿ ñîãëàñóþùèõ ÷åòûðåõ-
ïîëþñíèêîâ. Ïðè ýòîì òàêèå ïåðåêëþ÷àòåëè ìîãóò
îòëè÷àòüñÿ êàê ñïîñîáîì ðåàëèçàöèè äàííûõ ÷åòû-
ðåõïîëþñíèêîâ, òàê è ìåñòîì èõ ðàçìåùåíèÿ â ñòðóê-
òóðå ïåðåêëþ÷àòåëÿ. ×àùå âñåãî, îñîáåííî â ñëó÷àå
ïðèñîåäèíåíèÿ êëþ÷åé ïàðàëëåëüíî ê ëèíèè, â êà÷å-
ñòâå ñîãëàñóþùèõ ÷åòûðåõïîëþñíèêîâ èñïîëüçóþò
ëèáî îòðåçêè ëèíèé ïåðåäà÷è [1], ëèáî ñòóïåí÷àòûå
òðàíñôîðìàòîðû [2], ðàñïîëîæåííûå ìåæäó âûõîäà-
ìè ìíîãîïëå÷åãî ðàçâåòâëåíèÿ è êëþ÷àìè.
 [3, 4] ïðåäëîæåíû ìåòîäû ðàñ÷åòà ïåðåêëþ÷à-
òåëÿ ñ îòðåçêàìè ëèíèé ïåðåäà÷è, íàãðóæåííûìè äî-
ïîëíèòåëüíîé ðåàêòèâíîñòüþ, à òàêæå ñî ñòóïåí÷à-
òûì òðàíñôîðìàòîðîì. Èçâåñòíû âàðèàíòû êîíñòðóê-
öèé [5], ó êîòîðûõ ñîãëàñóþùèå ÷åòûðåõïîëþñíèêè
ðàñïîëîæåíû íà âûõîäàõ êàíàëîâ ïîñëå êëþ÷åé.
Ê îáùèì íåäîñòàòêàì òàêèõ ñïîñîáîâ ñîãëàñîâà-
íèÿ ñëåäóåò îòíåñòè âîçìîæíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ ïà-
ðàçèòíûõ ðåçîíàíñîâ [6], âûçâàííûõ íàëè÷èåì îò-
ðåçêîâ ëèíèé ïåðåäà÷è â êàíàëàõ ïåðåêëþ÷àòåëÿ. Â
ðåçóëüòàòå ñíèæàåòñÿ óðîâåíü ðàçâÿçêè ìåæäó âõî-
äîì ïåðåêëþ÷àòåëÿ è âûõîäàìè çàêðûòûõ êàíàëîâ,
âîçðàñòàþò âíîñèìûå ïîòåðè â îòêðûòîì êàíàëå,
âñëåäñòâèå ÷åãî ñóæàåòñÿ ðàáî÷àÿ ïîëîñà ÷àñòîò.
Ðåøåíèå óêàçàííîé ïðîáëåìû ìîæåò áûòü äîñòèã-
íóòî ïóòåì èñïîëüçîâàíèÿ ñîãëàñóþùåãî ÷åòûðåõïî-
ëþñíèêà, ðàñïîëîæåííîãî íà âõîäå ïåðåêëþ÷àòåëÿ
íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä ìíîãîïîëþñíûì ðàçâåòâëå-
Ê. ò. í. Â. È. ÎÁÎÐÆÈÖÊÈÉ
Óêðàèíà, ã. Ëüâîâ, ÍÓ «Ëüâîâñêàÿ ïîëèòåõíèêà»
E-mail: oborzh@polynet.lviv.ua
ÌÅÒÎÄ ÐÀÑ×ÅÒÀ
ÌÍÎÃÎÊÀÍÀËÜÍÛÕ ËÓ×ÅÂÛÕ ÏÅÐÅÊËÞ×ÀÒÅËÅÉ
Ñ ÑÎÃËÀÑÓÞÙÈÌ ÎÒÐÅÇÊÎÌ ÍÀ ÂÕÎÄÅ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
11.06 2007 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Ý. Í. ÃËÓØÅ×ÅÍÊÎ
(ÍÏÏ «Ñàòóðí», ã. Êèåâ)
íèåì, ïðè ìèíèìàëüíîé äëèíå îòðåçêîâ ëèíèé, ñî-
åäèíÿþùèõ âûõîäû ðàçâåòâëåíèÿ ñ êëþ÷àìè. Ïîýòî-
ìó öåëü äàííîé ðàáîòû çàêëþ÷àëàñü â ïîëó÷åíèè àíà-
ëèòè÷åñêèõ ñîîòíîøåíèé, ïîçâîëÿþùèõ ðàññ÷èòûâàòü
ýëåêòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ýëåìåíòîâ ìíîãîêàíàëüíûõ
ëó÷åâûõ ïåðåêëþ÷àòåëåé ñ ðàçëè÷íûìè òèïàìè êëþ-
÷åé è ñîãëàñîâàííûõ óêàçàííûì ñïîñîáîì.
Ñòðóêòóðà ìíîãîêàíàëüíîãî ëó÷åâîãî
ïåðåêëþ÷àòåëÿ
Ëó÷åâûå N-êàíàëüíûå ïåðåêëþ÷àòåëè ðàáîòàþò â
ðåæèìå, êîãäà îäèí èç âûõîäíûõ êàíàëîâ îòêðûò, à
îñòàëüíûå N�1 âûõîäîâ çàêðûòû. Ïðè ýòîì ñòðóêòó-
ðà âñåõ êàíàëîâ èäåíòè÷íà.
 ðàññìàòðèâàåìîì ñëó÷àå îíà èìååò âèä, ïðåä-
ñòàâëåííûé íà ðèñ. 1. Çäåñü, êàê è â äðóãèõ âàðèàí-
òàõ êîíñòðóêöèé ïåðåêëþ÷àòåëåé, êîììóòàöèîííûé
÷åòûðåõïîëþñíèê (Ê×) îáðàçîâàí îäíèì èëè íå-
ñêîëüêèìè êëþ÷àìè, ñîåäèíåííûìè ïî îïðåäåëåííîé
ñõåìå. Âìåñòå ñ ñîïðîòèâëåíèåì íàãðóçêè Zc (âîë-
íîâûì ñîïðîòèâëåíèåì ëèíèè ïåðåäà÷è íà âûõîäå êà-
íàëà) îí îáðàçóåò äâóõïîëþñíèê � îáîáùåííûé êîì-
ìóòàöèîííûé ýëåìåíò (ÎÊÝ) [3, 6]. Â çàâèñèìîñòè
îò ñîñòîÿíèÿ êàíàëà âõîäíîé èìïåäàíñ ÎÊÝ â ñå÷å-
íèè b�b (ðèñ. 1) ìîæåò ïðèíèìàòü äâà çíà÷åíèÿ �
Zb�bî, Zb�bç, ãäå èíäåêñ �î� îòíîñèòñÿ ê îòêðûòîìó
ñîñòîÿíèþ êàíàëà, à èíäåêñ �ç�� ê çàêðûòîìó ñî-
ñòîÿíèþ.
Îòëè÷èòåëüíàÿ îñîáåííîñòü äàííîé ñòðóêòóðû çà-
êëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî òðàíñôîðìèðóþùèé ÷åòûðåõïî-
ëþñíèê Ò, íàïðèìåð â âèäå îòðåçêà ëèíèè ïåðåäà÷è
(ýëåêòðè÷åñêàÿ äëèíà Θt, âîëíîâîå ñîïðîòèâëåíèå Zt),
ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî îáåñïå÷èâàåòñÿ âõîäíîå ñîãëà-
ñîâàíèå óñòðîéñòâà, ðàçìåùåí íà åãî âõîäå ïåðåä
ìíîãîêàíàëüíûì ðàçâåòâëåíèåì ëèíèé ïåðåäà÷è (ñå-
÷åíèå à�à), à â êàæäîì èç êàíàëîâ ïðè íåîáõîäèìîñ-
òè èñïîëüçóþòñÿ îòðåçêè ëèíèé (ýëåêòðè÷åñêàÿ äëè-
Zc0
c
c
a
a
b
b
Z1, Θ1
Ê×
ÎÊÝ
Zc
Zt,
Θ t
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðà êàíàëîâ ïåðåêëþ÷àòåëÿ
Ò
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
17
ÒÅÕÍÈÊÀ ÑÂÅÐÕÂÛÑÎÊÈÕ ×ÀÑÒÎÒ
íà Q1, âîëíîâîå ñîïðîòèâëåíèå Z1), ñîåäèíÿþùèå
ðàçâåòâëåíèå ñ âõîäîì Ê×.
Èçâåñòíî [6], ÷òî îñíîâíûå ðàáî÷èå ïàðàìåòðû
ïåðåêëþ÷àòåëÿ, ò. å. âíîñèìûå ïîòåðè â îòêðûòîì êà-
íàëå è ðàçâÿçêà ìåæäó âõîäîì ïåðåêëþ÷àòåëÿ è âû-
õîäîì çàêðûòîãî êàíàëà, çàâèñÿò îò êîýôôèöèåíòà
äåëåíèÿ ìîùíîñòè m ìåæäó âõîäàìè îòêðûòîãî è
çàêðûòîãî êàíàëîâ. Ïðè ïàðàëëåëüíîì ðàçâåòâëåíèè
ëèíèé ïåðåäà÷è ýòîò ïàðàìåòð îïðåäåëÿåòñÿ îòíîøå-
íèåì m=Gî/Gç, ãäå Gî,ç � àêòèâíûå ñîñòàâëÿþùèå
êîìïëåêñíîé ïðîâîäèìîñòè êàíàëà
Yî,ç=Gî,ç+jBî,ç
íà åãî âõîäå â òî÷êå ðàçâåòâëåíèÿ (ñå÷åíèå à�à), Âî,ç
� ðåàêòèâíûå ñîñòàâëÿþùèå.
Ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà m íå ìî-
æåò ïðåâûøàòü çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðà êà÷åñòâà Ê ÎÊÝ,
îïðåäåëÿåìîãî [7, ñ. 254] èñõîäÿ èç çíà÷åíèé Zb�bî,ç,
êîòîðûå â ñâîþ î÷åðåäü ðàññ÷èòûâàþòñÿ èñõîäÿ èç
ýêâèâàëåíòíîé ñõåìû êëþ÷åé, ñõåìû èõ ñîåäèíåíèÿ
è çíà÷åíèÿ Zc. Ïîñêîëüêó âõîäíàÿ ïðîâîäèìîñòü Yî,ç,
à ñëåäîâàòåëüíî è êîýôôèöèåíò m, ïðè çàäàííûõ ïà-
ðàìåòðàõ ÎÊÝ çàâèñÿò îò ïàðàìåòðîâ ñîåäèíèòåëüíî-
ãî îòðåçêà Z1, Θ1, òî èõ âûáîð îêàçûâàåò ñóùåñòâåí-
íîå âëèÿíèå íà äîñòèæèìûå çíà÷åíèÿ ðàáî÷èõ ïàðà-
ìåòðîâ ïåðåêëþ÷àòåëÿ.
Âûáîð ïàðàìåòðîâ ñîåäèíèòåëüíûõ îòðåçêîâ
Ñ ïîìîùüþ ñîåäèíèòåëüíîãî îòðåçêà âõîäíàÿ ïðî-
âîäèìîñòü ÎÊÝ
Yb-bî,ç=1/ Zb-bî,ç=Gb-bî,ç+jBb-bî,ç
òðàíñôîðìèðóåòñÿ âî âõîäíóþ ïðîâîäèìîñòü êàíàëà
Yî,ç, ñîñòàâëÿþùèå êîòîðîé â äàííîì ñëó÷àå ðàâíû:
2 2
î,ç 1 î,ç 1 î,ç
(1 ) / ;b bG Y G t D−= + (1)
22 2 2
î,ç 1 î,ç 1 1 1 î,ç 1 î,ç
[ (1 ) ( ) ] / ,b b b bB Y B t Y Y Y t D− −= − + − (2)
ãäå Y1=1/Z1; t1=tgΘ1;
2 2 2
î,ç î,ç 1 1 î,ç 1 1
2 .b b b bD Y t Y B t Y− −= − +
Òîãäà äëÿ êîýôôèöèåíòà äåëåíèÿ m ñ èñïîëüçîâà-
íèåì (1) ìîæíî çàïèñàòü:
î ç
ç î
.b b
b b
G D
m
G D
−
−
= (3)
 çàâèñèìîñòè îò òðåáîâàíèé îòíîñèòåëüíî óðîâ-
íÿ ðàáî÷èõ ïàðàìåòðîâ ïåðåêëþ÷àòåëÿ âûáîð çíà÷å-
íèé ïàðàìåòðîâ Y1, Θ1 îòðåçêîâ ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ
â ñëåäóþùèõ âàðèàíòàõ.
Ïðåîáðàçîâàíèå ê êàíîíè÷åñêîìó êëþ÷ó. Ïðåäåëü-
íûå çíà÷åíèÿ ðàáî÷èõ ïàðàìåòðîâ ïåðåêëþ÷àòåëÿ äî-
ñòèãàþòñÿ ïðè m=K [6], ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ïðåîáðà-
çîâàíèþ åãî êàíàëîâ ê ôîðìå êàíîíè÷åñêîãî êîììó-
òàöèîííîãî ýëåìåíòà [7, ñ. 254], ó êîòîðîãî Gî=KGç è
Yî,ç=Gî,ç, ò. å. Bî=Bç=0. Ïðèðàâíÿâ íóëþ ÷èñëèòåëü
âûðàæåíèÿ (2), ïîëó÷àåì ñèñòåìó óðàâíåíèé îòíî-
ñèòåëüíî ïåðåìåííûõ Y1, t1, êîðíè êîòîðûõ îáåñïå÷è-
âàþò âûïîëíåíèå ïîñëåäíåãî óñëîâèÿ.  ýòîì ñëó÷àå
çíà÷åíèÿ t1 îïðåäåëÿþòñÿ èç ðåøåíèÿ áèêâàäðàòíîãî
óðàâíåíèÿ
2
4 2
1 1(2 ) 1 0,− + + =b
t t
ac
(4)
ãäå
2 2
î ç
;b b b bb Y Y− −= −
2 2
ç î î ç
;b b b b b b b ba Y B Y B− − − −= −
î ç
,b b b bc B B− −= −
à âîëíîâàÿ ïðîâîäèìîñòü Y1 ðàññ÷èòûâàåòñÿ ñëåäó-
þùèì îáðàçîì:
1
1 2
1
.
(1 )
=
−
bt
Y
c t (5)
Çíà÷åíèÿ t1, Y1, îïðåäåëåííûå ïî (4), (5), ïðè êî-
òîðûõ ïðîâåðêà ñ ïîìîùüþ (1) óñëîâèÿ Gî=KGç ïðè-
âîäèò ê ïîëîæèòåëüíîìó ðåçóëüòàòó, îáåñïå÷èâàþò
ïðåîáðàçîâàíèå êàíàëà â êàíîíè÷åñêèé êîììóòàöè-
îííûé ýëåìåíò.
Ïîëó÷åíèå ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ m. Ïðè íåêî-
òîðûõ ïàðàìåòðàõ Ê× è çíà÷åíèÿõ Zc íå óäàåòñÿ ñ ïî-
ìîùüþ ñîåäèíèòåëüíîãî îòðåçêà òðàíñôîðìèðîâàòü
ÎÊÝ â êàíîíè÷åñêèé êëþ÷, ïîñêîëüêó ðàñ÷åòû ïî (4),
(5) ëèáî ïðèâîäÿò ê ðåçóëüòàòàì, êîòîðûå òðóäíî òåõ-
íè÷åñêè ðåàëèçîâàòü, ëèáî íå äàþò ðåøåíèé â âèäå
äåéñòâèòåëüíûõ ÷èñåë.  ýòîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî
çàäàòü çíà÷åíèå îäíîãî èç ïàðàìåòðîâ ñîåäèíèòåëü-
íûõ îòðåçêîâ è îïðåäåëèòü, ïðè êàêîì çíà÷åíèè äðó-
ãîãî ïàðàìåòðà îáåñïå÷èâàåòñÿ ìàêñèìàëüíîå äëÿ
äàííîãî ñëó÷àÿ çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà m=mmax, ò. å.
íàèáîëüøèé óðîâåíü ðàçâÿçêè è ìèíèìóì âíîñèìûõ
ïîòåðü.
×àùå âñåãî çàäàåòñÿ çíà÷åíèå âîëíîâîãî ñîïðî-
òèâëåíèÿ Z1. Òîãäà èç ðàâåíñòâà dm/dt1=0 ñ ó÷åòîì
(3) ìîæíî çàïèñàòü êâàäðàòíîå óðàâíåíèå îòíîñèòåëü-
íî t1:
2 2
1 1 1 1 0,+ − =at Y bt Y c (6)
ãäå êîýôôèöèåíòû a, b, c ðàññ÷èòûâàþòñÿ òàê æå, êàê
è äëÿ óðàâíåíèÿ (4). Çíà÷åíèå mmax îïðåäåëÿåòñÿ ïó-
òåì ïîäñòàíîâêè Y1 è êîðíåé óðàâíåíèÿ (6) â (3).
Ïîëó÷åíèå çàäàííîãî çíà÷åíèÿ m.  íåêîòîðûõ
ñëó÷àÿõ, ñâÿçàííûõ, íàïðèìåð, ñ íåîáõîäèìîñòüþ
èçìåíåíèÿ äëèíû ñîåäèíèòåëüíîãî îòðåçêà Θ1 ïðè
æåëàåìîì çíà÷åíèè Z1, òðåáóåòñÿ çàäàâàòü çíà÷åíèå
êîýôôèöèåíòà m<mmax. Òîãäà äëèíà îòðåçêà îïðåäå-
ëÿåòñÿ èç êîðíåé óðàâíåíèÿ (6), êîýôôèöèåíòû êîòî-
ðîãî ðàññ÷èòûâàþòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì:
2 2
î ç ç î
;b b b b b b b ba m Y G Y G− − − −= −
o ç ç o
2( );b b b b b b b bb G B mG B− − − −= −
î ç
.b b b bc G mG− −= −
Åñëè ñîåäèíèòåëüíûé îòðåçîê íå èñïîëüçóåòñÿ,
òîãäà m=Gb�bî/Gb�bç.
Ðàñ÷åò ñîãëàñóþùåãî òðàíñôîðìàòîðà
Ñîãëàñóþùèé ÷åòûðåõïîëþñíèê Ò îáåñïå÷èâàåò
òðàíñôîðìàöèþ ñóììàðíîé âõîäíîé ïðîâîäèìîñòè
Yà�à =Gà�à+jBà�à èç òî÷êè ðàçâåòâëåíèÿ (ñå÷åíèå à�à)
â âîëíîâóþ ïðîâîäèìîñòü âõîäíîé ëèíèè Yñ0=1/Zñ0 â
ñå÷åíèè ñ�ñ (ðèñ. 1).  ýòîì ñëó÷àå àêòèâíàÿ è ðåàê-
òèâíàÿ ñîñòàâëÿþùèå ïðîâîäèìîñòè Yà�à ðàâíû:
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
18
ÒÅÕÍÈÊÀ ÑÂÅÐÕÂÛÑÎÊÈÕ ×ÀÑÒÎÒ
o ç
( 1) ;a aG G N G− = + −
o ç
( 1) .a aB B N B− = + − (7)
Ñîñòàâëÿþùèå Gî,ç è Bî,ç âõîäíîé ïðîâîäèìîñòè
îòêðûòîãî è çàêðûòîãî êàíàëîâ ðàññ÷èòûâàþòñÿ ïî
(1), (2) ñ èñïîëüçîâàíèåì çíà÷åíèé Z1, Θ1, îïðåäå-
ëåííûõ îäíèì èç óêàçàííûõ âûøå ñïîñîáîâ. Åñëè
æå ñîåäèíèòåëüíûé îòðåçîê îòñóòñòâóåò, òîãäà ýòè
ñîñòàâëÿþùèå áóäóò ðàâíû Gî,ç=Gb-bî,ç, Bî,ç=Bb-bî,ç.
 ðàññìàòðèâàåìîì ñëó÷àå â êà÷åñòâå ñîãëàñóþ-
ùåãî òðàíñôîðìàòîðà èñïîëüçîâàí îòðåçîê ëèíèè
ïåðåäà÷è. Âûðàæåíèÿ äëÿ ðàñ÷åòà âîëíîâîé ïðîâî-
äèìîñòè Yt=1/Zt ýòîãî îòðåçêà è åãî ýëåêòðè÷åñêîé
äëèíû Θt, ïîëó÷åííûå èç óðàâíåíèÿ òðàíñôîðìàöèè
èìïåäàíñà, èìåþò âèä
22
0 0
0
;a a c a a ñ
t
ñ a a
G Y Y Y
Y
Y G
− −
−
−
=
− (8)
0
0
arctg .ñ a a
t t
ñ a a
Y G
Y
Y B
−
−
−
Θ =
(9)
Åñëè êàíàëû ïåðåêëþ÷àòåëÿ ïðåîáðàçîâàíû ê êà-
íîíè÷åñêîìó âèäó, òîãäà âõîäíîå ñîãëàñîâàíèå îáåñ-
ïå÷èâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ îáû÷íîãî ÷åòâåðòüâîëíîâîãî
òðàíñôîðìèðóþùåãî îòðåçêà c Yt
2=Gà�àYc0, ÷òî è ïîä-
òâåðæäàåòñÿ âûðàæåíèÿìè (8), (9).
 ñëó÷àå ìíîãîêàíàëüíîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ ñ ïî-
ñëåäîâàòåëüíûì ðàçâåòâëåíèåì ëèíèé ïåðåäà÷è äëÿ
ðàñ÷åòîâ èñïîëüçóþòñÿ ñîîòíîøåíèÿ (5)�(9) ñ çà-
ìåíîé âñåõ ïðîâîäèìîñòåé íà ñîîòâåòñòâóþùèå ñî-
ïðîòèâëåíèÿ.
Ïðèìåðû ðàñ÷åòà ïåðåêëþ÷àòåëåé
Èñïîëüçîâàíèå ïðåäëàãàåìîãî ìåòîäà ìîæåò áûòü
ïðîäåìîíñòðèðîâàíî íà ïðèìåðàõ ðàñ÷åòà ýëåêòðè-
÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ è êîìïüþòåðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ
íà èõ îñíîâå ïåðåêëþ÷àòåëåé ñ ðàçíûìè òèïàìè êëþ-
÷åé è ðàçíûì ÷èñëîì âûõîäîâ.
Ïðèìåð 1. Ðàññìàòðèâàåòñÿ âàðèàíò äâóõêàíàëü-
íîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ, àíàëîãè÷íîãî ïðèâåäåííîìó â
[6], ôóíêöèþ êëþ÷åé êîòîðîãî âûïîëíÿþò ïëåíêè ñ
âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ñâåðõïðîâîäèìîñòüþ (ÂÒÑÏ).
Îòëè÷èå ñîñòîèò â òîì, ÷òî â ïåðåêëþ÷àòåëå [6] ñî-
ãëàñóþùèå ÷åòûðåõïîëþñíèêè â âèäå îòðåçêà ëèíèè
ïåðåäà÷è ñ ïàðàëëåëüíûì ðåàêòèâíûì øëåéôîì ðàñ-
ïîëîæåíû â êàæäîì êàíàëå ìåæäó âûõîäîì ïàðàë-
ëåëüíîãî ðàçâåòâëåíèÿ ëèíèé è ïîñëåäîâàòåëüíî ïðè-
ñîåäèíåííûì êëþ÷îì.
 ïðîöåññå ðàñ÷åòà ïåðåêëþ÷àòåëÿ ñ òðàíñôîðìè-
ðóþùèì îòðåçêîì íà âõîäå óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè äàí-
íîì òèïå êëþ÷åé è 50-îìíûõ ëèíèÿõ íà âûõîäàõ êà-
íàëîâ ïðåîáðàçîâàíèå èõ ê êàíîíè÷åñêîìó âèäó íå
ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì èç-çà íåäîïóñòèìûõ çíà-
÷åíèé Z1. Ïîýòîìó ïðè ðàñ÷åòàõ ïîòðåáîâàëîñü çàäà-
âàòü çíà÷åíèÿ âîëíîâûõ ñîïðîòèâëåíèé Zñ è Z1.
Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûå õà-
ðàêòåðèñòèêè (À×Õ) êîýôôèöèåíòîâ ïåðåäà÷è ñ âõî-
äà ïåðåêëþ÷àòåëÿ íà îòêðûòûé |S21| è çàêðûòûé |S31|
âûõîäû, ïîëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå êîìïüþòåðíîãî
ìîäåëèðîâàíèÿ ïðè Zñ0=50 Îì, Zñ=70 Îì, m=4,6,
Z1=40 Îì, Θ1=2°, Zt=68,8 Îì, Θt=133,3°. Ïóíêòèð-
íûå êðèâûå íà ðèñ. 2 îòíîñÿòñÿ ê ïåðåêëþ÷àòåëþ [6].
Èç ïðèâåäåííûõ ðåçóëüòàòîâ âèäíî, ÷òî èñïîëüçî-
âàíèå ñîãëàñóþùåãî îòðåçêà íà âõîäå ïîçâîëèëî èç-
áåæàòü äëèííûõ îòðåçêîâ ëèíèé â êàíàëàõ ïåðåêëþ-
÷àòåëÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, èñêëþ÷èòü âîçíèêíîâåíèå
ðåçîíàíñîâ çàêðûòûõ êàíàëîâ, èç-çà êîòîðûõ íà À×Õ
[6] ïîÿâëÿþòñÿ «ïðîâàëû», ñóæàþùèå ðàáî÷óþ ïî-
ëîñó ÷àñòîò ïåðåêëþ÷àòåëÿ. Ñíèæåíèå ïî ñðàâíåíèþ
ñ [6] íà ðàñ÷åòíîé ÷àñòîòå 10 ÃÃö óðîâíÿ ðàçâÿçêè è
óâåëè÷åíèå âíîñèìûõ ïîòåðü ñâÿçàíî ñ ìåíüøèì çíà-
÷åíèåì ïàðàìåòðà êà÷åñòâà, ðàâíîãî â äàííîì ñëó÷àå
Ê=5,85, è ñîîòâåòñòâåííî c ìåíüøèì çíà÷åíèåì êî-
ýôôèöèåíòà m.
Ïðèìåð 2. Ðàññìàòðèâàåòñÿ âàðèàíò ïåðåêëþ÷à-
òåëÿ ñ N=4, â êà÷åñòâå êëþ÷åé êîòîðîãî èñïîëüçîâà-
íû âûêëþ÷àòåëè ìèêðîýëåêòðîìåõàíè÷åñêîé ñèñòå-
ìû (ÌÝÌÑ) êîíòàêòíîãî òèïà ñ ïàðàìåòðàìè [2]:
ñîïðîòèâëåíèå â íèæíåì ñîñòîÿíèè Rd=1 Îì, åìêîñòü
â âåðõíåì ñîñòîÿíèè Cu=0,002 ïÔ. Ýëåêòðè÷åñêèå
ïàðàìåòðû ýëåìåíòîâ òàêîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ, ðàññ÷è-
òàííûå ïðè Zñ0=50 Îì, Zñ=70 Îì , m=10898 (Ê=11040)
íà ÷àñòîòå 15 ÃÃö, ñîñòàâèëè: Z1=75 Îì, Θ1=4,05°,
Zt=75,46 Îì, Θt=8,14°. À×Õ åãî êîýôôèöèåíòîâ ïå-
ðåäà÷è, ïîëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå êîìïüþòåðíîãî ìî-
äåëèðîâàíèÿ, ïðèâåäåíû íà ðèñ. 3. Òàì æå ïðèâåäå-
íà ÷àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà îáðàòíûõ ïîòåðü (ìîäó-
ëÿ êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ |S11|) íà âõîäå ïåðåêëþ-
÷àòåëÿ. Ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðèìåðîì 1 äàííûé ïåðå-
êëþ÷àòåëü îòëè÷àåòñÿ âûñîêèì óðîâíåì ðàçâÿçêè è
1 6 11 16
�25
�20
�15
�10
|S21|,
|S31|,
äÁ
|S21|
|S31|
Ðèñ. 2. À×Õ îòêðûòîãî (|S21|) è çàêðûòîãî (|S31|) êàíàëîâ
ïåðåêëþ÷àòåëÿ ñ ÂÒÑÏ-ïëåíêàìè
×àñòîòà, ÃÃö
|S11|,
|S31|,
äÁ
�60
�80
�100
|S31|
|S11|
|S21|
|S21|,
äÁ
�0,1
�0,11
�0,12
�0,13
2 12 22 32
×àñòîòà, ÃÃö
Ðèñ. 3. À×Õ îòêðûòîãî (|S21|), çàêðûòîãî (|S31|) êàíàëîâ è
âõîäíîãî êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ (|S11|) ïåðåêëþ÷àòåëÿ
ñ ÌÝÌÑ-êëþ÷àìè
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
19
ÒÅÕÍÈÊÀ ÑÂÅÐÕÂÛÑÎÊÈÕ ×ÀÑÒÎÒ
ìàëûìè âíîñèìûìè ïîòåðÿìè, ÷òî îáóñëîâëåíî áîëü-
øèì çíà÷åíèåì ïàðàìåòðà êà÷åñòâà åãî ÎÊÝ.
Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû õîðîøî ñîîòâåòñòâóþò
ïðèâåäåííûì â [2] ðåçóëüòàòàì ìîäåëèðîâàíèÿ è ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé (íà ðèñ. 3 � òî÷êè
äëÿ |S31|) ïîäîáíîãî âàðèàíòà ïåðåêëþ÷àòåëÿ, ðåàëè-
çîâàííîãî â ìèêðîïîëîñêîâîì èñïîëíåíèè íà GaAs-
ïîäëîæêå òîëùèíîé 200 ìêì. Çäåñü äëÿ ñîãëàñîâà-
íèÿ èñïîëüçîâàíà áîëåå ñëîæíàÿ ñõåìà ñ òðàíñôîð-
ìèðóþùèì îòðåçêîì íà âõîäå è ñî ñòóïåí÷àòûìè
òðàíñôîðìàòîðàìè â êàæäîì èç êàíàëîâ ïåðåêëþ÷à-
òåëÿ.
Çàêëþ÷åíèå
Ïðåäëîæåííûé ìåòîä ðàñ÷åòà äàåò âîçìîæíîñòü
îïðåäåëÿòü ýëåêòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ýëåìåíòîâ ìíî-
ãîêàíàëüíîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ ëó÷åâîãî òèïà, ïðè êî-
òîðûõ ìîæåò áûòü îáåñïå÷åí ïðåäåëüíûé (ïóòåì ïðå-
îáðàçîâàíèÿ êàíàëîâ ê êàíîíè÷åñêîìó âèäó) èëè ìàê-
ñèìàëüíî äîïóñòèìûé óðîâåíü åãî ðàáî÷èõ ïàðàìåò-
ðîâ. Èñïîëüçîâàíèå ïðîñòîé ñõåìû âõîäíîãî ñîãëà-
ñîâàíèÿ ïîçâîëÿåò èçáåæàòü âîçìîæíîñòè âîçíèêíî-
âåíèÿ ïàðàçèòíûõ ðåçîíàíñîâ è òåì ñàìûì ðàñøè-
ðèòü ðàáî÷óþ ïîëîñó ÷àñòîò.
Ïðèâåäåííûå ïðèìåðû ðàñ÷åòà è êîìïüþòåðíîãî
ìîäåëèðîâàíèÿ ïîäòâåðæäàþò öåëåñîîáðàçíîñòü ïðè-
ìåíåíèÿ äàííîãî ìåòîäà â ïðîöåññå ïðîåêòèðîâàíèÿ
ìíîãîêàíàëüíûõ ëó÷åâûõ ïåðåêëþ÷àòåëåé.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Âàéñáëàò À. Â. Êîììóòàöèîííûå óñòðîéñòâà ÑÂ× íà ïîëó-
ïðîâîäíèêîâûõ äèîäàõ.� Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1987.
2. Tan G.-L., Mihailovich R. E., Hacker J. B. et al. Low-loss 2- and
4-bit TTD MEMS phase shifters based on SP4T switches // IEEE Trans.
Microwave Theory Tech.� 2003.� Vol. 51.� N 1.� P. 297�304.
3. Îáîðæèöüêèé Â. Îñîáëèâîñò³ ñèíòåçó åëåêòðè÷íèõ ïàðà-
ìåòð³â áàãàòîêàíàëüíèõ ÍÂ× ïåðåìèêà÷³â // ³ñíèê Íàö. óí-òó
«Ëüâ³âñüêà ïîë³òåõí³êà».� 2004.� ¹ 508.� Ñ. 207�215.
4. Oborzhytskyy V. I. Design of SPMT switches matched
by means of transforming four-poles // Proc. of 6th Intern. Conf.
on Antenna Theory and Techniques ICATT�07.� Sevastopol.�
2007.� Ð. 137�139.
5. Shigematsu T., Suematsu N., Takeuchi N. et al. A 6�18 GHz
20W SPDT switch using shunt discrete PIN-diodes // MTT-S Inter-
national Microwave Symposium.� Denver, Colorado, USA.� 1997.�
Digest 2.� P. 527�530.
6. Îáîðæèöêèé Â. È., Ãîíòàð Â. Ä. Îñîáåííîñòè ðàñ÷åòà äèñ-
êðåòíûõ ÑÂ×-ôàçîâðàùàòåëåé ñ ïåðåêëþ÷àåìûìè êàíàëàìè // Òåõ-
íîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå (ÒÊÝÀ).�
2007.� ¹ 2.� Ñ. 23�28.
7. Ñàçîíîâ Ä. Ì., Ãðèäèí À. Í., Ìèøóñòèí Á. À. Óñòðîéñòâà
ÑÂ×. � Ì.: Âûñø. øêîëà, 1981.
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Îöåíèâàíèå äàëüíîñòè è ñêîðîñòè â ðàäèîëîêàöèîííûõ ñèñòåìàõ. ×. 2 /
Ïîä ðåä. Â. È. Ìåðêóëîâà.� Ì.: Ðàäèîòåõíèêà, 2007.� 304 ñ., èë.
Ðàññìîòðåíû ìåòîäû ñèíòåçà îïòèìàëüíûõ è óïðîùåííûõ àëãîðèòìîâ îöåíèâà-
íèÿ äàëüíîñòè è ñêîðîñòè â ðàäèîëîêàöèîííûõ ñèñòåìàõ ïðè ñîïðîâîæäåíèè
âîçäóøíûõ öåëåé. Ïðèâåäåíû àëãîðèòìû ôóíêöèîíèðîâàíèÿ è ðåçóëüòàòû èñ-
ñëåäîâàíèé ýôôåêòèâíîñòè êîìïëåêñíûõ, ìíîãîêîíòóðíûõ, àäàïòèâíûõ è äâóõ-
äèàïàçîííûõ èçìåðèòåëåé äàëüíîñòè è åå ïðîèçâîäíûõ, â òîì ÷èñëå è ïðè
àâòîìàòè÷åñêîì ñîïðîâîæäåíèè öåëåé â ðåæèìå îáçîðà.
Äëÿ íàó÷íûõ ñîòðóäíèêîâ è èíæåíåðîâ, ñâÿçàííûõ ñ ïðîåêòèðîâàíèåì è ýêñ-
ïëóàòàöèåé ðàäèîëîêàöèîííûõ ñèñòåì è ñèñòåì ðàäèîóïðàâëåíèÿ, à òàêæå äëÿ
ïðåïîäàâàòåëåé, àñïèðàíòîâ è ñòóäåíòîâ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ôàêóëüòåòîâ âûñøèõ
ó÷åáíûõ çàâåäåíèé.
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Âåðáà Â. Ñ. Îáíàðóæåíèå íàçåìíûõ îáúåêòîâ. Ðàäèîëîêàöèîííûå ñèñ-
òåìû îáíàðóæåíèÿ è íàâåäåíèÿ âîçäóøíîãî áàçèðîâàíèÿ.� Ì.: Ðàäèî-
òåõíèêà, 2007.� 360 ñ., èë.
Äàííàÿ ìîíîãðàôèÿ � ïåðâàÿ êíèãà èç ñåðèè «Ñèñòåìû ìîíèòîðèíãà âîçäóø-
íîãî, êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà è çåìíîé ïîâåðõíîñòè» � ïîñâÿùåíà àíàëèçó
ñîâðåìåííîãî ñîñòîÿíèÿ è ðàçâèòèÿ îòå÷åñòâåííûõ è çàðóáåæíûõ ðàäèîëîêàöè-
îííûõ ñèñòåì âîçäóøíîãî áàçèðîâàíèÿ; ñîäåðæèò ðåçóëüòàòû ìíîãîëåòíèõ òåî-
ðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé àâòîðà, ïîñâÿùåííûõ ðàçëè÷-
íûì àñïåêòàì èçó÷åíèÿ è ðàçðàáîòêè áîðòîâûõ ëîêàöèîííûõ ñèñòåì.
Ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ñïåöèàëèñòîâ â îáëàñòè ðàäèîëîêàöèè, à òàêæå àñïèðàíòîâ
è ñòóäåíòîâ ñòàðøèõ êóðñîâ âûñøèõ ó÷åáíûõ çàâåäåíèé ðàäèîòåõíè÷åñêîãî ïðî-
ôèëÿ.
|