Zastosowania sprz gaczy w przeł cznikach i regulatorach mocy, cyfrowych

przesuwnikach fazy i wielowrotowych dzielnikach/sumatorach mocy

2

Przeł czniki z cyrkulatorem ferrytowym jako elementem kierunkowym

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

3

Przeł czniki w układzie ze sprz gaczami 3dB jako elementami kierunkowymi

Przeł cznik DPDT o dwóch wej ciach A, B i dwóch wyj ciach C, D w układzie z dwoma

sprz gaczami 3 dB/90

°

Diplekser mocy przeł czaj cy w radarze anten z nadawania na odbiór

A

C

4

Wzmacniacz zrównowa ony w układzie dwa sprz gacze 3 dB/90

° (do niedawna typu Lange) - dwa

takie same elementy aktywne

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

5

Wzmacniacz, w którym stopnie podziału i sumowania tworz dwusekcyjne dzielniki Wilkinsona z

doł czonymi asymetrycznie przesuwnikami fazy 90

° w postaci dodatkowych linii o długo ci λ/4

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

λ/4

6

Absorpcyjny,
bezodbiciowy
przeł cznik mocy –
tłumik z diodami PIN
firmy American
Microwave
Coorporation.
Pasmo 3:1, wykonania
do 18 GHz, WFS <2,
linearyzacja tłumienia
do 60 dB
z dokładno ci
ustawienia 0.3-1.5 dB

7

Schemat ideowy i fotografia 6-diodowego tłumika/przeł cznika mocy

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

8

Schemat ideowy tłumika PIN/ przeł cznika SPDT. Trzy pary diod PIN wł czonych w odległo ciach

λ/4

zapewniaj dynamik regulacji tłumienia co najmniej 60 dB w szerokim ponad oktawowym pa mie

cz stotliwo ci pracy

9

Charakterystyki tłumienia w zale no ci od rezystancji diody R

d

jako parametru rodziny krzywych

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

10

Straty powrotu na wej ciu tłumika w zale no ci od rezystancji R

d

jako parametru rodziny krzywych

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

11

Wyniki pomiarów

tłumienia w

zale no ci od

całkowitego pr du

polaryzuj cego

diody

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

12

Zmierzone straty

powrotu dla stanu

zał czenia i

wył czenia

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

13

Diplekser cz stotliwo ci w układzie ze sprz gaczami 3 dB/90

°. Schemat ideowy dipleksera

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

14

Charakterystyki dipleksera. Diplekser jest zwrotnic kanałów cz stotliwo ciowych

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

15

Straty powrotu na poszczególnych wrotach dipleksera

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

16

Analogowe i cyfrowe przesuwniki fazy

Przesuwniki fazy w układzie 3 dB/90

° sprz gacz (a) gał ziowy i (b) zbli eniowy –dwa jednowrotniki idealnie

odbijaj ce (

Γ = 1) o regulowanym lub przeł czanym argumencie współczynnika odbicia ΓΓΓΓ = ΓΓΓΓe

jϕϕϕϕ

ΓΓΓΓe

jϕϕϕϕ

17

Dwustanowy 0/90

°°°° przesuwnik fazy z sze ciopaskowym sprz gaczem Lange.

Layout przesuwnika

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

Miejsca wł czenia diod PIN

18

Schemat ideowy dzielnika i sumatora mocy w układzie z mikropaskowymi sprz gaczami gał ziowymi. Moc po

podziale do czterech niezale nych torów rekombinowana jest do jednego wyj cia

19

Charakterystyki dzielnika-sumatora

20

Przykład wzmacniacza z sumowaniem mocy

21

Wzmocnienie i straty powrotu

22

Wzmacniacz

czterokanałowy

Macierz Butlera 4 x 4 jako

podstawowy element

wzmacniacza

Fotografia macierzy Butlera oraz wyniki pomiarów strat powrotu, podziału mocy

i izolacji

23

Cztero-kanałowy wzmacniacz

ERA 4MS, Mini-Circuits

24

Schemat ideowy wzmacniacza 4-kanałowego

25

Wzmocnienie i tłumienie sygnału we wrotach wyj ciowych. Sygnał doprowadzana do wrót 1. Wyniki symulacji

26

Straty powrotu i izolacje mi dzy wrotami wej ciowymi

27

(a)

GHz

dB

(b)

GHz

dB

(c)

Charakterystyki wzmacniacza 4-kanałowego. Wyniki

pomiarów: (a) strat powrotu, (b) sprz e do wrót

wyj ciowych przy doprowadzeniu sygnału

do wrota 1 i (c) izolacji mi dzy wrotami

wej ciowymi

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

28

Macierz Butlera

w technice SLP

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

29

Wyniki pomiarów

TECHNIKA B.W.CZ, 2009

30

Schemat ideowy macierzy Butlera w wersji stosowanej w układach antenowych o przeł czanej wi zce.

Szerokopasmowe przesuwniki fazy 45

°tworzy poł czenie tandemowe dwóch dodatkowych sprz gaczy 3dB/90°

i linie odniesienia o zoptymalizowanej długo ci

31

Przykładowy podział mocy doprowadzonej do wrót 1

32

Ró nice faz sygnałów w kolejnych wrotach wyj ciowych, ilustruj ce wła ciwo tzw. stałej progresji fazy.

Sygnał doprowadzony do wej cia 1

33

Ró nice faz sygnałów w kolejnych wrotach wyj ciowych, ilustruj ce wła ciwo tzw. stałej progresji fazy.

Sygnał doprowadzony do wej cia 2

34

M

IKON-2002*)

Input Port 1

Input Port 2

Input Port 3

Input Port 4

Output Port 5

Output Port 6

Output Port 7

Output Port 8

-45

°

-90

°

-135

°

-180

°

-135

°

0

°

-225

°

-90

°

-90

°

-225

°

0

°

-135

°

-180

°

-135

°

-90

°

-45

°

Phase difference

α

αα

α between

consecutive ports

-45°°°°

+135°°°°

-135°°°°

+45°°°°

4 x 4 Butler Matrix layout and Phase Delay at Output with respects to Input. Table shows Theoretical

Results of Phase Delay at Outputs

Inputs

Port 1

Port 2

Port 3

Port 4

Outputs

Port 5

Port 6

P 7

Port 8

45

°

45

°

Phase Shifter

0 dB Crossover

Patch Antenna Array

Hybrid Coupler

Beam 3

direction +50

°

when Port 3 is fed with

signal

Beam 1

direction +12

°

when Port 1 is fed with

signal

Beam 4

direction -12

°

when Port 4 is fed with

signal

Beam 2

direction -50

°

when Port 2 is fed with

signal

Schemat układu antenowego o 4-ch przeł czanych wi zkach i tabela opó nie fazowych na

poszczególnych wrotach wyj ciowych zastosowanej w układzie macierzy Butlera

35

Zintegrowany
dwupasmowy
układ antenowy
z macierz Butlera
jako sieci
formowania o miu
wi zek
promieniowania

TECHNIKA B.W.CZ, 2009