СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2016

РЫНОК 13 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2016 Новости российского рынка На правах рекламы Новые изолированные делители с улучшенными характеристиками для спутниковых применений В процессе обсуждения с заказчиками существующей стандартной продукции может возникнуть мысль, что задачу лег- че решить путём разработки нового изде- лия. Именно такая мысль привела компанию Crane Aerospace & Electronics к созданию нового семейства продуктов – изолирован- ных делителей Ku-диапазона. Впоследствии это решение дало жизнь новому семей- ству продуктов: изолированным делите- лям и изолированным сумматорам. Эти продукты сочетают в себе мосты Уилкин- сона с ферритовыми изоляторами. Делители и сумматоры выполняют ключе- вые функции в спутниках, используемых для модульного резервирования и антенной ком- мутации. Мосты Уилкинсона обеспечивают низкие входные потери и хорошую изоляцию между выходами блока. Однако они требуют хорошего согласования импеданса для каж- дого входа и выхода. Если устройство, под- ключенное к порту, выдаёт ошибку, делитель, вероятно, покажет несоответствие, в резуль- тате чего возникнут проблемы, следствием которых могут быть более высокие входные потери, КСВН и плохая изоляция. Установка ферритовых изоляторов – это один из спосо- бов сделать мост Уилкинсона защищённым от ошибки на одном из его выходных портов. Изоляторы – это устройства с тремя портами, третий порт которых имеет хоро- шо согласованную нагрузку. СВЧ-сигнал, попадающий на входной порт, передаёт- ся на выходной порт. И наоборот, сигнал, направленный к выходному порту, пере- ходит на нагрузку. Таким образом, изо- лятор функционирует как односторонний «обратный клапан». Если устройство, под- ключенное к выходному порту, не представ- ляет собой идеальную нагрузку на схему (1.0 КСВН), часть мощности будет отражать- ся обратно. Без изолятора она будет отра- жаться на источник. Изолятор поглощает отражённую мощность, компенсируя тем самым любые проблемы в цепи нагрузки. Это свойство является основным преимуще- ством, если характер нагрузки изменяется во время работы, например, из-за возник- новения повреждения или появления пара- зитных сигналов от нагрузки. Таким обра- зом, изолятор обеспечивает защиту схемы. Стандартный способ обеспечения этой функции в системе – использовать автоном- ный делитель мощности вместе с отдельны- ми изоляторами. В качестве примера: если взять четырёхходовой делитель мощности, в состав системы кроме него войдут пять изоляторов, а также пять полужёстких кабе- лей с разъёмами SMA–SMA. Сборка компо- нентов внутри такого функционального бло- ка потребует 10 SMA-соединений, каждый компонент в сборке должен быть установлен с помощью, как минимум, двух винтов, что в сумме даст, по меньшей мере, 12 винтов. Приобретение интегрированного реше- ния снижает затраты путём уменьшения спецификации и, как следствие, количе- ство поставщиков до одного. Надёжность интегрированного устройства также выше: применение отдельных компонентов в сборе уменьшает время наработки на отказ. Про- изводительность единого компонента выше, входные потери меньше, а деградация КСВН ниже, чем в случае, если компоненты сое- динены с помощью кабелей и разъёмов. Потери на входе комплексного четырёххо- дового делителя составляют 1,2 дБ против 2,2 дБ для реализации решения с помощью отдельных компонентов. Перед компанией Crane стояла задача оптимизации согласова- ния между цепью делителя и изолятора для улучшения электрических характеристик. Возможность управлять всеми элементами схемы позволяет производить коррекцию характеристик как делителя, так и изолято- ров, что обеспечивает хорошее согласова- ние. Таким образом, уменьшаются потери, пульсации, а также улучшается линейность фазы в рабочем диапазоне. Такие харак- теристики не были бы возможны в случае системы на основе отдельных компонентов. Объединение всех компонентов в одном корпусе позволило существенно уменьшить размер интегрированного решения по срав- нению с решением на основе отдельных ком- понентов с отдельными кабельными соеди- нениями. В случае устройств компании Crane снижение размеров составляет 60%. Наряду с размерами снижается и масса устройства, так как дополнительные кабели и разъёмы больше не требуются. Сейчас, когда раз- меры спутников становятся всё меньше, и промышленность движется к развёртыва- нию большего количества систем на осно- ве микро-спутников, экономия пространства является первостепенной задачей. Объеди- няя функциональность четырёх или более компонентов в одном, изолированный дели- тель позволяет удовлетворить требования по сокращению размеров, одновременно рас- ширяя функциональность. Корпус также осу- ществляет экранирование, которое не допу- скает выхода возникающего электромагнит- ного поля внутри устройства за его пределы. Изолированный делитель был впервые представлен в виде двухходового устройства, работающего в Ku-диапазоне. На данный момент также производятся четырёх- и вось- миходовые устройства для Ku-диапазона. Технические характеристики семейства пред- ставлены в таблице. Все эти изделия обе- спечивают расширенные функции, при этом имеют компактный размер. Планируется рас- ширение этого семейства, а также создание изолированных сумматоров. Разница между схемами делителя и сумматора заключается в знаке или направлении ферритовых изоля- торов, так как делители и сумматоры Уилкин- сона полностью взаимообратные. В дополне- ние к семейству для Ku-диапазона планиру- ется выпуск аналогичного семейства изделий для Ka-диапазона. www.prochip.ru Тел.: (495) 232-2522 Характеристики семейства изолированных делителей компании Crane Характеристика Делитель Двухходовый Четырёхходовый Восьмиходовый Диапазон частот, ГГц 10,7…14,8 Обратные потери (входные и выходные), дБ мин. 20 Изоляция между выходами, дБ мин. 36 мин. 38 Входные потери (по уровню 3 дБ), дБ макс. 1,8 Баланс фазы, ° макс. +5 макс. +8 макс. ±12 Коммутируемая мощность, Вт макс. 2 Магнитное излучение, А/м 2 макс. 0,5 Экранирование радиопомех, dBi макс. –80 Тип разъёмов SMA Female Диапазон рабочей температуры, ° С –55…+85 Масса, г макс. 42 Размеры корпуса, дюймы 1,56 × 1,01 × 0,56 2,64 × 1,52 × 0,56 4,00 × 1,94 × 0,54