Современная электроника №3/2021

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 42 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2021 Модулируемый СВЧ-генератор Рис. 1. Топология одновходового ПАВ- резонатора и его эквивалентная схема Рис. 2. Результат измерения уровня спектральной плотности мощности фазовых шумов генератора с выходной частотой 2000 МГц В статье рассмотрены вопросы реализации малогабаритных СВЧ-генераторов на ПАВ-резонаторах с возможностью импульсной модуляции выходного сигнала. Алексей Ложников, Сергей Доберштейн В настоящее время для различной аппаратуры связи необходимы мало- габаритные СВЧ-генераторы с малым уровнем фазовых шумов, относитель- но высокой температурной нестабиль- ностью в широком интервале рабочих температур (ИРТ) и малым временем включения и выключения при пода- че управляющего напряжения. За счёт малого времени включения/выклю- чения возможна модуляция и, соот- ветственно, формирование сигнала в радиопередающих устройствах связи СВЧ-диапазона. Решению указанных выше проблем посвящена разработка аналога генера- торов моделей AXGS10, AXGS20 произ- водства компанииAxtal GmbH&Co (Гер- мания) на частоты от 500МГц до 2 ГГц. Для перекрытия всего диапазо- на частот необходимо изготовить ПАВ-резонатор на частоты от 500 до 1000 МГц. Варианты генератора с выходной частотой 1,0…2,0 ГГц реали- зуются за счёт схемы удвоения частоты. Такое техническое решение позво- ляет использовать более низкочастот- ные ПАВ-резонаторы, являющиеся более технологичными и надёжными, для повышения стабильности параме- тров генератора. Для получения низкого уровня фазо- вых шумов требуется высокая доброт- ность (Q ≥ 8000), что реализуется в резо- наторах на поверхностных поперечных волнах (Surface TransverseWaves – STW). STW-резонаторы на кварце имеют высо- кую скорость распространения акусти- ческой волны (V 0 =5000 м/с), низкий температурный коэффициент частоты (0,05·10 –6 1/°С 2 ), выдерживают большую мощность подводимого сигнала (до нескольких Вт). Ширина электродов и зазоров встречно-штыревого преобра- зователя (ВШП) составляет 2,5…1,5 мкм для рабочих частот 500…1000 МГц, что облегчает фотолитографию при изго- товлении резонаторов. Всё это позволя- ет успешно использовать STW для соз- дания высокочастотных резонаторов [1–3]. Однако для обеспечения высо- кой добротности Q требуется боль- шое число электродов (400) в отража- тельных решётках (ОР). Это приводит к увеличениюразмеров резонаторов, осо- бенно на частотах менее 1 ГГц. В ито- ге для схемы генератора разработаны STW-резонаторы с высокой добротно- стью и уменьшенными размерами на YX/36°+90° срезе кварца. Резонаторы выполняются по одновходовой схеме, когда встречно-штыревой преобразо- ватель (ВШП) располагается между дву- мя ОР с закороченными электродами (см. рис. 1). Ключ разрешения выхода для обеспе- чения быстрого включения/выключе- ния выполнен на PIN-диодах. Различные схемы включения PIN-диодов позволя- ют добиться оптимальных для задан- ных требований запираний сигнала и вносимых потерь. Существуют четыре основных вида схем: последовательная, шунтирующая, последовательно-шун- тирующая и Т-образная, использую- щие по одному, по два (последователь- но-шунтирующая) и три PIN-диода (Т-образная). Схема выбирается, исходя из требу- емой задачи по ослаблению сигнала в выключенном состоянии и исходя из Таблица 1. Расчётные данные по типам схем включения PIN-диодов Тип схемы Ослабление в выключенном состоянии, дБ Вносимые потери, дБ Количество PIN-диодов Последовательная 12,3 0,5 1 Шунтирующая 14,3 0,02 1 Последовательно-шунтирующая 25,7 0,27 2 Т-образная 48,6 0,53 3