Семенов Е А, Посадський В Н, Тяжлов В С, Кузьмін Ю А, Ковальчук А Г НВЦ «Алмаз-Фазотрон» вул Панфілова 1, 410033, Росія тел: (8452) 479-933

Анотація – Представлені результати розробки сверхширокополосного СВЧ-перетворювача з пониженням і підвищенням частоти на монолітних інтегральних схемах Наведено схема побудови, конструкція вузлів, основні експериментальні результати

I                                       Введення

Одне із завдань, що вирішуються сучасної радіоелектронної апаратурою, – перенесення СВЧ-сигналів, що розташовуються в надширокою смузі частот, на проміжну частоту для їх обробки з подальшим відновленням вихідних частот У звязку з цим вельми перспективне створення складних багатофункціональних перетворювальних модулів, що містять в єдиному корпусі цілий ряд мініатюрних пристроїв, призначених для генерування, посилення, фільтрації сигналів, перенесення їх спектру з одного діапазону частот в іншій

Підприємство «Алмаз-Фазотрон» повідомляло [1] про розробку перетворювача частоти вгору і вниз, що працює в діапазоні частот (8-18) ГГц У справжньому докпаде наводяться результати розробки перетворювача з керованою формою ампли-тудно-частотної характеристики (АЧХ) діапазону частот (6-18) ГГц

II                              Основна частина

Рис 1 Структурна схема перетворювача Fig 1 Converter Block diagram

Перетворювач має у своєму складі понижуючий і підвищуючий канали (структурна схема приведена на рис1), в яких відбувається подвійне перетворення частоти Діапазон частот (6-18) ГГц розбитий на 47 піддіапазонів з шириною смуги 500 МГц з перекриттям сусідніх піддіапазонів на 250 МГц Гетеродина Г1-Г16 призначені для перенесення діапазону частот (6-18) ГГц в діапазон проміжних частот (4,5-5,5) ГГц і назад, гетеродина Г17-Г19 – для перенесення діапазону (4,5-5,5) ГГц в діапазон (0,75-1,25) ГГц і назад Суматори С1, С2 і подільники Д1, Д2 розподіляють сигнали гетеродинов між каналами і змішувачами, для компенсації втрат в них використовуються підсилювачі У4-У9 Для фільтрації сигналів гетеродинов, дзеркальних частот і комбінаційних складових до рівня 25 дБ від несучої служать преселектор 1 з двома комутованими фільтрами діапазонів (6-15,25) ГГц і (15-18) ГГц і преселектор 2 з чотирма комутованими фільтрами діапазонів (6-10) ГГц, (9,75 – 13,75) ГГц, (13,5-16, 75) ГГц, (16,5-18) ГГц, (зовнішній вигляд представлений на рис2), додаткова фільтрація здійснюєтьсяфільтрами Ф1-Ф4 Атенюатори А1 і А2 з діапазоном ослаблення (0-14) дБ призначені для мінімізації нерівномірності АЧХ (при управлінні внутрішнім запамятовуючим пристроєм) і формування АЧХ довільної форми (при зовнішньому управлінні)

Особливу роль при проектуванні складного багатофункціонального модуля відіграє вибір елементної бази, що забезпечує спрощення його складання, скорочення часу регулювання, а також відтворюваність параметрів Найбільшою мірою зазначеним вимогам задовольняє елементна база, виготовлена ​​за технологією монолітних інтегральних схем (МІС) Підприємством «Алмаз-Фа-зотрон» розроблений для використання в перетворювачах частоти набір монолітних підсилювачів, що працюють в діапазонах частот (0,75-1,25) ГГц (У2, УЗ), (4,5-5,5) ГГц (У1, У11) і (3,75-4,25 ) ГГц (У6, У9) з лінійною вихідною потужністю до 30 мВт і коефіцієнтом посилення 10 дБ На рис3 показаний зовнішній вигляд сторінки, з кристал підсилювача діапазону (4,5-5,5) ГГц

Стабільність частоти гетеродинов, виконаних на арсенідгалліевих польових транзисторах з барєром Шоттки, забезпечує похибка перетворення вхідної частоти в вихідну не гірше +8 МГц при двох одночасно включених гетеродина Високочастотні гетеродинні підсилювачі (У4, У5, У7, У8) і трактовий підсилювач У10 побудовані на мікросхемах Н ММ С-5620 фірми «Agilent» В якості високочастотних використані змішувачі MY-51 М / А-Сот, а в якості низькочастотних – змішувачі HMC-219MS8 фірми «Hittite»

Виріб забезпечує перетворення частоти з коефіцієнтом передачі 4 дБ вниз і ЗдБ вгору Нерівномірність коефіцієнта передачі в зменшуючому каналі 5,2 дБ в діапазоні частот (6-18) ГГц і 4,2 ​​дБ в будь-якому піддіапазоні, в підвищувальний каналі – 6,3 дБ в діапазоні (6-18) ГГц і 5,4 дБ в будь-якому піддіапазоні (рис 4)

III                                  Висновок

Рис 4 АЧХ перетворювача

Fig 4 Converter amplitude-frequency characteristics

Рис 3 Підсилювач діапазону (4,5-5,5) ГГЦ Fig 3 Amplifier assembly

Рис 2 Чотирьохканальний преселектор Fig 2 Four-channel preselector

Досвід застосування в апаратурі перетворювачів частоти, розроблених і випущених НВЦ «Алмаз-Фазотрон», підтвердив доцільність побудови складних багатофункціональних пристроїв у вигляді єдиної модульної конструкції, що містить різнорідні функціональні вузли Подальше поліпшення характеристик повязано із збільшенням ступеня інтеграції комплектуючих виробів, що виготовляються за технологією МІС

IV                           Список літератури

[1] БутерінА В, Ковальчук А Г, Козлов А Г, Манд-рів В І, Посадський В Н, Семенов Е А, Тяжлов В С Багатофункціональний надширокосмугових програмований перетворювач СВЧ з пониженням і підвищенням частоти на монолітних інтегральних мікросхемах Нові технології в радіоелектроніці і системах управління: Матеріали конференції, Саратов, 22 – 25 верес 2003 р – Саратов, 2004 – С 257-262

SUPER BROADBAND FREQUENCY CONVERTER WITH CONTROLLED AMPLITUDE-FREQUENCY CHARACTERISTIC

Semenov E A, Posadskiy V N, Tyazhlov V S, Kuzmin Yu A, Kovalchuk A G

Scientific and Production Center «Almaz-Phazotron» Panfilova 1, 410033, Russia Ph: (8452) 479-933

Abstract – Presented in this paper are the results of development of the microwave up and down frequency converter in microwave monolithic integrated circuits Design scheme, construction units design, main experimental results are shown

I                                         Introduction

Scientific and Production Center «Almaz-Phazotron» has previously introduced development of the up and down frequency converter operating within (8-18) GHz frequency band

[1]    Presented In this paper are the results of development of converter with controlled amplitude-frequency characteristic operating within (6-18) GHz frequency band

II                                        Main Part

The converter has two main channels (see Fig 1), with double frequency conversion Frequency band (6-18) GHz is divided into 47 subbands with bandwidth of 500 MHz and each of them overlays the adjacent sub ranges in 250 MHz In order to transfer the frequency band (6-18) GHz into the band of intermediate frequencies (45-55) GHz and backwards Г1-Г16 oscillators are used in order to transfer the band (45-55) GHz into the band (075-125) GHz and backwards, Г17-Г19 oscillators are used In order to distribute oscillators signals between channels and mixers Cl, C2 combiners and Д1, Д2 dividers are used, У4-У9 amplifiers are used for losses compensation In order to filter oscillators signals and intermodulation components up to the level 25 dB from the carrier the following two types of preselectors are employed: Preselector 1 with two switching filters of (6-1525) GHz and (15-18) GHz and Preselector 2 with four switching filters of (6-10) GHz, (975-1375) GHZ, (135-1675) GHz, (165-18) GHz (four- channel preselector is shown in Fig2) Additional filtration is achieved using Ф1-Ф4 filters A1, A2 attenuators with attenuating range equal to (0-14) dB are controlled either by storage device in order to even amplitude-frequency characteristic or by outer code in order to form amplitude-frequency characteristic of the required shape

Scientific and Production Center «Almaz-Phazotron» has developed the set of monolithic amplifiers operating within the following frequency bands: (075-125) GHz (У2, УЗ), (45-55) GHz (У1, У11) and (375- 425) GHz (У6, У9) with linear output power up to 30 mW and gain of 10 dB in order to use them in frequency converters Fig 3 shows appearance of construction unit containing chip of (45-55) GHz frequency range amplifier In the design of У4, У5, У7, У8, У10 amplifiers HMMS-5620 chips produced by «Agilent» are used MY-51 mixers produced by «Μ / Α-Com» are used for high frequencies, while HMC-219-MS8 mixers produced by «Hittite» are used for low frequencies

Amplitude-frequency characteristics of the converter are shown in Fig 4

III                                       Conclusion

Super broadband frequency converter operating within frequency bands (8-18) GHz and (6-18) GHz have been developed and produced by Scientific and Production Center «ΑΙ- maz-Phazotron» The experience of their application in equipment proved to be effective in designing complex multifunctional devices as a single modular construction containing heterogeneous functional units

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р