Методы создания СВЧ модулей систем космической связи

• Автор: Ефимов, Андрей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 213 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СВЧ МОДУЛЕЙ СИСТЕМ КОСМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
ГЛАВА II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЧ МОДУЛЕЙ НА ОСНОВЕ АРСЕНИД-ГАЛЛИЕВЫХ СХЕМ
2Л Анализ работы арсенид-галлиевого ПТШ в ключевом режиме
2.2 Реализация СВЧ фазовращателей в виде арсенид-галлиевых ИС
2.3 Особенности проектирования интегральных схем усилителей мощности
2.4 Эффективность использования арсенид-галлиевых интегральных схем в СВЧ аппаратуре
ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПАРАМЕТРЫ АРСЕНИД-ГАЛЛИЕВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ И СВЧ МОДУЛЕЙ НА ИХ ОСНОВЕ
3.1 Базовая технология изготовления арсенид-галлиевых интегральных схем для аппаратуры систем связи
3.2 Технология изготовления бескорпусных и герметичных модулей на основе арсенид-галлиевых интегральных схем
3.3 Оценка надежности СВЧ модулей на основе арсенид-галлиевых интегральных схем
ГЛАВА IV. ПОСТРОЕНИЕ СВЧ МОДУЛЕЙ НА ОСНОВЕ ДИСКРЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1 Проектирование приемных конверторов СВЧ диапазона на зарубежной элементной базе
4.2 Использование в приемных модулях полосно-пропускающих фильтров на диэлектрических резонаторах
4.3 Построение приемных трактов с распределенной фильтрацией
4.4 Принципы построения многоканальных приемных модулей многолучевых АФАР
4.5 Оптимизация конструкции СВЧ модулей для серийного
производства
ГЛАВА V. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ В СВЧ МОДУЛЯХ
5.1 Анализ работы микроэлектромеханического переключателя в СВЧ диапазоне
5.2 Построение СВЧ фазовращателей на основе микроэлектромеханических переключателей
5.3 Элементы МЭМС СВЧ диапазона для систем связи
и радиолокации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Повышение степени интеграции СВЧ модулей радиоэлектронной аппаратуры имеет особое значение для бортовой аппаратуры космической связи и носимой, перевозимой и стационарной наземной аппаратуры. Под модулем СВЧ понимается радиоэлектронное изделие СВЧ диапазона, имеющее законченное схемное и конструктивное исполнение, состоящее из одного или нескольких функциональных узлов, неремонтопригодное в условиях эксплуатации, взаимозаменяемое. Функциональный узел СВЧ -сборочная единица или деталь, выполняющая одну или несколько радиотехнических функций и предназначенная для работы в СВЧ диапазоне в составе модуля СВЧ [1].
По конструктивно-технологическому исполнению СВЧ модули разделяются на коаксиально-волноводные, интегральные и комбинированные. Другим признаком разделения модулей является выполняемая обобщенная радиотехническая функция. Так различают модули генераторные, усилительные, преобразовательные и комбинированные. На более низком уровне разделяют изделия, отличающиеся выполняемой конкретной радиотехнической функцией: автогенераторы, малошумящие усилители, усилители мощности и др. По количеству выполняемых функций модули подразделяются на однофункциональные и многофункциональные. Используемый в модуле активный комплектующий элемент или функциональный узел на его основе дает наименование модулю в целом [2].
Модули СВЧ характеризуются большим числом электрических параметров, важнейшими из которых являются рабочий диапазон частот, полоса рабочих частот, коэффициент передачи, выходная мощность, коэффициент шума и коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) по входу и выходу. К модулям, используемым в системах космической связи, предъявляются дополнительные технические требования, обусловленные размещением модулей в составе бортовой аппаратуры космического аппарата. Надежность модулей определяет срок активного существования

Для типовых геометрических размеров ПТШ, приведенных в [40], проведем оценку работы ПТШ в «пассивном» режиме для последовательного и параллельного включения транзистора в СВЧ тракт в диапазоне частот в зависимости от ширины затвора. Прямые потери и потери запирания при параллельном включении выражаются через величины элементов эквивалентной схемы (2.1) — (2.8) [42]:
где Г - рабочая частота, ар- волновое сопротивление СВЧ тракта. Для случая последовательного включения:
Ьп = Ю х1ё [ 1 + (2 хі хґхСздкр х р)/2 ]2 Ь3=10х1ё[ 1+р/(2хКоК) ]2
(2.9)
(2.10)
Ьп=10х18[ 1+11<ж/(2 хр) ]2
Ь3= 10 х1ё [ 1 + 1/(4 X71 хҐхСзакр X р) ]2
(2.11)
(2.12)