Бабковскій А П, Селезньов Н Е ФГУП ФНПЦ НДІ Вимірювальних Систем ім Ю Є Седакова, м Н Новгород, ГСП-486, 603950, Росія тел: 8312-666202, доб295, e-mail: babkovsky@niiisnnovru

Анотація – Розглядається блок комутованій лінії затримки (ЛЗ) для контрольно перевірочної апаратури (КПА), призначеної для регулювання та різних випробувань маловисотних радіоальтіметров Аналізуються різні варіанти корекції спаду АЧХ для відрізків ЛЗ на коаксіальному кабелі і пропонується схема вирівнювання коефіцієнта передачі в процесі комутації відрізків ЛЗ за допомогою цифрового атенюатора

I                                       Введення

Для імітації статичних і динамічних затримок сигналів в контрольно-перевірочної апаратури (КПА) для маловисотних радіоальтіметров [1] зі складними видами модуляції і когерентної обробкою сигналів в приймальнику використовують комутовані ЛЗ

Залежно від діапазону робочих частот, необхідної величини затримки і дискретності її зміни використовують ЛЗ на поверхнево-акустичних хвилях (ПАР), відрізках коаксіального кабелю або їх комбінаціях

При затримках до декількох сотень наносекунд і відносній смузі пропускання 30% конструкцію комутованій ЛЗ можна реалізувати на відрізках коаксіального кабелю з дискретністю зміни затримки 3,3 ні

Конструкція з використанням ЛЗ на ПАР при такій дискретності виходить важко реалізовується з-за труднощів в отриманні малих затримок на застосовуваних підкладках

Крім того, розробка і виготовлення повного комплекту ЛЗ на ПАР для КПА, що випускаються в малих кількостях, призводить до великих тимчасовим і матеріальним витратам

II                                     Основна частина

Структурна схема комутованій ЛЗ з відрізків коаксіального кабелю для КПА зображена на малюнку 1, де:

1 – Комутатори ЛЗ

2 – Пасивні коригувальні ланцюжка

3 – Регулювальні фіксовані атенюатори

4 -Підсилювачі 5-драйвери комутаторів

Розглянемо принцип роботи такого комутатора

ЛЗ Вхідний сигнал надходить на вхід цифрового атенюатора DAT-15R5-PP виробництва Mini-Circuits

[2] з 5-ти розрядної шиною управління Атенюатор забезпечує крок зміни ослаблення 0,5 дБ при точності установки не більше 0,1 дБ і початковому значенні ослаблення не більше 2,2 дБ в діапазоні частот до 1 ГГц і КСХН входу / виходу не гірше 1,5 Габаритні розміри корпусу 4×4 мм

Лінія затримки виконана з відрізків коаксіального кабелю марки РК50-1 ,5-21

4 Як комутатори обрані мікросхеми – HMC199MS8 (Bypass DPDT) компанії Hittite [3] При вкпюченіі відрізка кабелю сигнал проходить через нього з відповідною затримкою При викпюченіі відрізка сигнал проходить через комутатор практично без затримки Восьми вивідний корпус має малі габарити (4,9 x3, 0x1, 0 мм) і, як корпус атенюатора, зручно стикується з 50-омнимі мікрополоскові лініями на підкладці з матеріалу FRтолщіной 0,2 мм Втрати, що вносяться одним комутатором, не перевищують 0,6 дБ до частоті 1 ГГц

Розвязка між входом і виходом мікросхеми комутатора не перевищує 25 дБ в діапазоні частот до 2 ГГц У відрізках кабелю з затримкою більш 25 Не

From

Microcontroller

загасання затриманого сигналу стає порівнянним або перевищує розвязку мікросхеми Для збільшення розвязки в осередках, комутуючих ці відрізки кабелю, включено по дві мікросхеми комутаторів

Для корекції частотного ходу осередків у робочій смузі ЛЗ була застосована пасивна та активна корекція АЧХ

У комірках з короткими відрізками кабелю використовуються частотно-залежні чотириполюсники на зосереджених елементах для поверхневого монтажу (чип-резисторів, чип-конденсаторів і чіп-индуктивностей) типорозміру 0402

У відрізках кабелю з затримкою більше 25 не в якості коректорів використовувалися підсилювачі НМС308 (Driver Amplifiers) компанії Hittite [3] Підсилювач не вимагає застосування обвязки (баластних резисторів, дроселів і блокувальних конденсаторів по ланцюгу харчування) Посилення в смузі частот від

0, 5 до 1 ГГц мікросхеми збільшується на 5 дБ, що дозволяє компенсувати падіння коефіцієнта передачі відрізка коаксіального кабелю з підвищенням частоти В осередку, коммутирующей відрізок кабелю з затримкою 213 ні, включені два підсилювача для повної компенсації спаду АЧХ

Для підтримки постійного ослаблення сигналу в комутаторі ЛЗ при будь-якому поєднанні включених відрізків коаксіального кабелю була виконана калібрування за допомогою цифрового атенюатора з подальшим записом коригувальних значень ослаблення в память керуючого мікроконтролера Всі роботи з налаштування комутованій ЛЗ здійснювалися за допомогою аналізатора ланцюгів Agilent Е5070В серії ΕΝΑ

Розрахунок і моделювання пасивних компенсуючих ланцюгів виконані з використанням програмного пакета Microwave Office Бібліотека пакета містить S – параметри всіх використовуваних в ланцюгах корекції елементів S-параметри відрізків кабелів вимірювалися в робочій смузі частот і враховувалися при розрахунку та моделюванні Результати експериментальної перевірки показали хороший збіг з розрахунком і моделюванням

III                                   Висновок

Розроблений блок комутованих ліній затримки забезпечує діапазон зміни затримки сигналу від 3,3 не до 466,7 нема з кроком 3,3 ні У смузі пропускання комутатора ЛЗ від 600 до 800 МГц нерівномірність АЧХ не перевищує ± 1дБ Конструктивно блок виконаний у екранованому корпусі з відсіками і коаксіальними розємами типу СРГ50-751ФВ Габаритні розміри блоку без кабельної лінії затримки 350x85x30 мм Всі елементи схеми розміщені на єдиній друкованій платі, виконаній з матеріалу FR-4 товщиною 0,8 мм Відрізки коаксіального кабелю подкпючаются до розємів блоку за допомогою переходів СР50-805ФВ Конструктивно відрізки кабелю розміщені на бобіні з алюмінієвого сплаву розмірами 235x130x70 мм

IV                            Список літератури

[1] Бастраков В А, Риндовська Е К, Смирнов А П, Чернов Ю В Контрольно-моделюючий комплекс для приладів ближньої радіолокації Міжнародна спеціалізована виставка-конференція військових і подвійних технологій «Нові технології в радіоелектроніці і системах управління» Тези доповідей 3-5 квітня 2002р, М Нижній Новгород

[2]  wwwminicircuitscom

[3]  wwwhittitecom

SWITCHABLE DELAY LINE MODULE

A Babkovsky, N Seleznev Federal Statewned Unitary Enterprise Federal Scientific and Production Center Measuring Systems Research Institute named after Yu Ye Sedakov GSP-486, Nizhny Novgorod, 603950, Russia e-mail: babkovsky@niiisnnovru

Abstract – Described in this paper is switchable delay line module for control and testing systems intended to adjust and test low altitude radioaltimeters Different versions of frequency response correction for delay line cable sections are analyzed Presented is response correction circuit using digital attenuator for cable sections attenuation align during switching

I                                         Introduction

Switchable delay line modules are used for simulation of static and dynamic signal delays in the Control and Testing System (CTS) for low altitude radioaltimeters [1] with complex modulation and coherent signal processing within the receiver

Depending on operating frequency band, required delay and delay change step, delay lines with either surface acoustic waves (SAW) or coaxial cable sections, as well as their combination are used

When delay is several hundreds of nanoseconds and relative bandwidth is 30 %, it is possible to create delay line using coaxial cable sections with delay change discreteness 33 nanoseconds

It is hard to create delay lines using SAW with such discreteness because production of small delay lines using common substrates is very laborious

Furthermore, development and production of complete SAW delay line set for CTS manufactured in small series demands much more time and financial expenditure

II                                        Main Part

Block diagram of switchable delay line with coaxial cable sections for CTS is shown in Figure 1

Where

1         – delay line switches

2         – passive frequency response correction circuits

3         – fixed attenuators for adjustment

4-amplifiers

5 – switch drivers

In each delay section HMC199MS8 Bypass DPDT switch 1C is implemented In order to reinforce the isolation, two switching ICs are used in the sections switching cable pieces with delay greater than 25 ns

Coaxial delay line frequency response decreases with the frequency increasing Passive and active frequency correction circuits are applied in order to prevent such decreasing Passive correction circuits on the basis of L, C, R are arranged in sections providing small delays Active correction circuits comprise HMC308 Hittite Driver amplifiers [3] with inversed transfer function frequency slope The amplifiers introduced provide delay more than 25 ns

Microwave Office is used for passive frequency response correction circuit calculation and simulation Microwave Ofiice libraries have S-parameters for all components used in the passive correction circuits S-parameters of the coaxial cable sections were measured within the operating frequency band using Agilent E5070 Network Analyzer and taken into account for calculation and simulation Results of the experimental research are in good agreement with the calculation and simulation results

IV                                      Conclusion

The developed switchable delay line module provides the range of delay change 33 ns to 4667 ns with 33 ns step Frequency response instability within the operating frequency band 600 – 800 MHz is at most ±1 dB Module design presents the shielded case divided into sections and having coaxial RF connectors Module dimensions without delay line are 350x85x30 mm All circuit components are arranged on single PCB (PCB material – FR-4, thickness is 08 mm) The coaxial cable sections are connected to the module RF connectors The Coaxial cable sections are arranged at the aluminium-alloy spooler with dimensions 235x130x70 mm

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