Радченко А В, Радченко В В ФГУП «ЦНІРТІ ім Академіка А І Берга »20, вул Нова Басманная, м Москва, 105066, Росія тел: +7 (495) 263-95-22, e-mail: optimizer (^ mailru Кіщинський А А ЗАТ «Мікрохвильові системи »вул Нова Басманная, 20, м Москва, 105066, Росія тел: +7 (495) 263-96-29, e-mail: ak@mwsystemsru Бутерін А В ЗАО НПЦ «Алмаз-Фазотрон» вул Панфілова, м Саратов, 410033, Росія тел: +7 (8452) 479-933, e-mail: ruletka88@mailru

Рис 1 Топологія 8 дБ розряду атенюатора Fig 1 8 dB bit attenuator topology

Анотація – Представлені результати проектування і виготовлення монолітної схеми широкосмугового пятіразрядний атенюатора, призначеного для застосування в активних фазованих антенних решітках (АФАРСЬКА) Х-діапазону

I Введення

Багатофункціональні модулі АФАРСЬКА повинні забезпечувати формування заданого амплітудного розподілу НВЧ поля в апертурі антени З цією метою в їх склад в обовязковому порядку входять керовані атенюатори

Атенюатори АФАРСЬКА повинні забезпечувати виконання ряду вимог, серед яких найважливішими є: мінімальні габаритні розміри, мінімальні керуючі струми і напруги, високу бьютродействіе, широка смуга робочих частот

Загальний вигляд розробленої конструкції атенюатора наведено на рис 2

Рис 2 Загальний вид топології 5-ти розрядного атенюатора

У більшості конструкцій аттенюаторов, виконаних на підкладці з арсеніду галію використовуються перемикані П-або Т-резистивні схеми У доповіді представлені результати розробки і виготовлення монолітної схеми широкосмугового пятіразрядний атенюатора з мінімальним дискретом 1 дБ і з динамічним діапазоном внесеного загасання 31 дБ, призначеного для роботи в діапазоні частот 6-12 ГГц

II                              Основна частина

При розробці схем і топологій елементів дискретного атенюатора були прийняті такі підходи:

• молодша секція атенюатора 1 дБ виконана в спрощеному вигляді (резистор, що підключається паралельно ключовим транзистором)

• старша секція атенюатора 16 дБ виконана у вигляді двох послідовно-зєднаних секцій по 8 дБ, з метою зменшення чутливості загального загасання атенюатора до технологічного розкиду параметрів плівок і транзисторних структур

• використані розподілені тонкоплівкові резистивні аттенюатори з поверхневим опором плівки 50 Ом / квадрат

• всі ТОПОЛОГІЇ перед передачею у виготовлення проаналізовані за допомогою програм 2,5 D електродинамічного моделювання

Як приклад на рис 1 приведена топологія 8 дБ розряду атенюатора (1 – майданчики управління, 2 – металізоване отвір, 3 – ключові транзистори з шириною затвора 75 і 300 мкм, 4

резистори, 5 і 6 – вхід і вихід)

Fig 2 General view of 5-bit attenuator MMiC topology

Атенюатор виготовлений у вигляді арсенідгалліевой монолітність схеми розміром 2,1 x1, 6×0, 125 мм ^ В якості кпючевих елементів використані ПТШ з шириною затвора від 50 до 300 мкм Експериментальні дослідження дослідних зразків, змонтованих в технологічний корпус, показали, що атенюатор забезпечує ослаблення СВЧ-сигналу від 1 дБ до 31 дБ з кроком 1 дБ в діапазоні 6-12 ГГц при рівні початкових внесених втрат не більше 8-11 дБ

На рис 3 наведені експериментальні характеристики внесеного загасання в смузі частот

6 – 12 ГГц Середньоквадратичне помилка в робочій смузі 9-10 ГГц склала не більше 0,5 дБ, в смузі функціонування 6-5-12 ГГц – не більше 1,5 дБ Відносно високі початкові втрати атенюатора можна пояснити недосконалістю використовуваних ключових ПТШ, а збільшення нерівномірності на частотах 8 і 13 ГГц впливом технологічного корпусу, в якому були виконані виміри

Рис 3 Характеристики загасання атенюатора в діапазоні 4 – 14 ГГц

Fig 3 Attenuation loss measured

Паразитна фазова модуляція атенюатора в робочому діапазоні частот 9 – ^ 10 ГГц (див рис 4) не перевищує 30 °, в смузі функціонування

6 – ^ 12 ГГц (див рис 4) не перевищує 60 °

Рис 4 Паразитна фазова модуляція атенюатора в діапазоні 4-14 ГГц Fig 4 Parasitic phase shift measured

KCBH атенюатора в робочому діапазоні частот не перевищував 1,5 на вході і 1,8 на виході, в смузі функціонування 6 – ^ 12 ГГц його максимальна величина склала 3

III                                   Висновок

Представлені результати розробки і виготовлення арсенідгалліевой монолітної схеми широкосмугового пятіразрядний атенюатора, призначеного для застосування в АФАРСЬКА Х-діапазону В якості ключових елементів використані ПТШ з шириною затвора від 50 до 300 мкм Пятіразрядний атенюатор забезпечує управління амплітудою НВЧ сигналу з кроком 1 дБ в діапазоні 6 – ^ 12 ГГц при рівні внесених втрат не більше 8 – ^ 11 дБ і динамічному діапазоні внесеного загасання 31 дБ

BROADBAND MONOLITHIC DIGITAL ATTENUATOR FOR X-BAND PHASED ARRAY

A Radchenko, V Radchenko FSUE CNIRTI 20, Novaya Basmannaya St, Moscow,105066, Russia Ph: + 7(495)263-95-22, e-mail: optimizer@mailru

A                                     Kistchinsky Microwave systems JSC 20, Novaya Basmannaya St, Moscow, 105066, Russia Ph: +7(495) 263-96-29, e-mail: ak@mwsystemsru

A                                            Buterin

CJSC Research and Manufacturing Center «ALMAZ-FAZATRON»

1,                 PanfilovSt, Saratov, 410033, Russia Ph: +7(8452)-479-933, e-mail: ruletka88@mailru

Abstract – Presented in this paper are design and performance of an integrated circuit for broadband 5-bit monolithic microwave (MMIC) digital attenuators Extensive electromagnetic simulation and compact circuit design techniques have been applied in order to yield MMIC with 2,1 x1,6×0,125 mm^dimensions MESFET have been used as key elements Performance of the digital attenuator measured at 6-i-12GHz demonstrates 8-ί-ΙΙ dB insertion loss

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