Главная  Интегральные схемы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [ 22 ] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]

Разветвленного типа сплошными линиями показаны условно токонесущие проводникг, расположенные в плоскости диэлектрика, а штриховыми - электромагнитная связь между проводниками, расположенными на различных этажах ОИС. Данная конструкция выполняется из набора двухканальных синфазных делителей мощности объемного и планарного типов. С внешней стороны кривой ABCD, показанной на схеме рис. 3.1 а, расположены объемные целители мощности (объемные Т-соединения, приведенные

Вход


Выходы


Вымйы

Рис. 3.1

на рис. 2.4), а с внутренней - планарные делители мощности (проводники ЛП, образующие вход и выходы, выполнены в одной плоскости). Таким образом, крайние делители выполняют функции вертикального, а внутренние - горизонтального распределения СВЧ мощности. Если внимательно проследить за развитием каналов, то видно, что скорость роста числа выходных каналов больше скорости увеличения числа слоев диэлектрика. Это подтверждает эффективность использования ОИС СВЧ. Общий вид многоканаль- ного делителя мощности представлен на рис. 3.1 б. На внешние боковые плоскости объемного делителя нанесены слои металла. Выходы экранированы друг от друга слоями металла.



На рис. 3.1 в приведена конструкция разветвленного делителя мощности (nonepemioe сечение по продольной оси). Входное и выходные плечи выполнены на СПЛ, а коммутирующие линии - на НПЛ.

Матрица Баттлера. В антенных структурах СВЧ широко используются диаграммообразующие матрицы Баттлера, представляющие собой многоканальные делители с М входными и N выходными каналами. Таким образом, общая размерность матриц есть MxN. Главной проблемой


при построении многоканальной матрицы является достижение высоких значений развязки (около 30 дБ) между выходными (входными) плечами, поскольку необходимо реа--лизовать многочисленные пересечения коммутирующих ЛП. Это наглядно видно из эквивалентной схемы (рис. 3.2 а), где связь между ЛП осуществляется только через направленные ответвители.

Свойство высокой развязки между входными (выходны-•ми) плечами и возможность реализации большого их числа в малом объеме позволяют использовать многоканальную матрицу в ЭЦВМ (матричная обработка цифрового сигнала) для соединения вентилей, элементов памяти и других БЭ. Это позволит также обеспечить высокое качество параллельного и последовательного включения процессоров и конвейерную организацию данных в высокоскоростных системах обработки сигналов.



Многоканальные матрицы Баттлера, выполненные в пла-рарном виде и, как правило, на одном типе полосковой ли-рйи, являются неудачными конструкциями, поскольку традиционно решают проблему пересекающихся проводников посредством навесных перемычек, отрезков соединительных коаксиальных кабелей, а также полосковых устройств, реализующих функцию пересечения на основе связанных линий. Все это приводит к ухудшению электрических характеристик (рассогласование входов, перекрестная связь каналов, фазовые разбалансы и пр.), увеличению массогабаритных параметров, снижению надежности системы в целом и ограничивает пути повышения рабочей частоты. В значительной мере эти недостатки и ограничения снимаются при выполнении разветвленных СВЧ систем в виде ОИС.

Применение объемных НО, рассмотренных в гл. П, позволяет сформировать топологию таким образом, что пересекающиеся ЛП (входы 1-4 и выходы 5-8) расположены в разных слоях диэлектрика 9, 10 и экранированы общим слоем металла И (рис. 3.2 б). При этом распределенная связь между ЛП осуществляется через диафрагмы, вырезанные в слое металла 7/."Электрические длины отрезков 12-14, соединяющие НО, выбираются из заданных требований на распределение фазы сигнала в выходных плечах. Развязка выходных плеч при данной топологии составляет 26 дБ в октавной полосе частот.

Схема Пейджа. Простейший радиолокатор включает в себя четыре излучающие антенны и приемопередатчик, состоящий из суммарно-разностной диаграммообразующей матрицы, построенной по схеме Пейджа (рис. 3.3 а), и блока обработки суммарных и разностных сигналов, содержащего схемы сравнения на фазовых манипуляторах. Радиолокатор может работать на излучающих импульсах с использованием синусоидальной несущей либо без нее. Принцип работы локатора основан на сравнении излучаемого и отраженного от цели сигналов до приведения к нулю их временных разностей по амплитуде и фазе. Достоинством данного подхода является возможность работы в режиме моноимпульсной радиолокации (гармонический сигнал) и радиолокации без использования синусоидальной несущей (негармонический сигнал). Отметим, что радиолокатор на несинусоидальной несущей способен передавать примерно на два порядка больше информации. Это видно из следующего примера.

Приняв верхнюю граничную частоту за единицу, в случае синусоидальной несущей мы ограничиваем полосу час-

Ь 71



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [ 22 ] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]

0.0008