Богданов Ю М, Галдецької А В, Красник В А, Лапін В Г, Лукянов В А, Темпів Л М, Щербаков Ф Е ФГУП НПП «Исток» вул Вокзальна, 2а, Фрязіно, 141190, Росія Телефон: (095) 465-86-93, факс: (095) 465-86-86, e-mail: istkor@elnetmskru

Анотація – Представлені результати розробки трьох типів дискретних керуючих монолітних схем:

перемикач 1×2 в діапазоні частот 1-18 ГГц

5 – і бітний атенюатор з дискретом 0,5 дБ в діапазоні частот 1-18 ГГц:

Рис1 Фотографія кристала перемикача розташованого на зондовой станції

6 – бітний фазообертач з дискретом 5,625 град в діапазоні частот 8-12 ГГц

Розглянуто конструкції і базова технологія виготовлення, наведені результати вимірювань СВЧ параметрів на пластині

1                                       Введення

Монолітні багатоканальні перемикачі, аттенюатори І фазовращателі мають очевидні переваги перед гібридними і практично витіснили їх У сучасній апаратурі

Головна трудність при створенні керуючих МІС – досягнення високої точності установки необхідного загасання / фази і мінімальної паразитної девіації фази атенюатора і амплітуди фазовращателя

Fig 1 MMIC switch photograph

У статті наведено результати робіт із створення промислових конструкцій прецизійних керуючих МІС на GaAs на базі уніфікованої технології

2                               Основна частина

Для досягнення високої точності розрахунку в процесі проектування створена власна бібліотека активних і пасивних елементів ключових МІС При створенні бібліотеки використовувалися результати зондових вимірювань матриць прецизійних металевих і меза резисторів, спіральних индуктивностей, ключових ПТШ, включених паралельно лінії передачі і послідовно в лінію передачі

Тестові матриці і МІС виготовлялися на підкладках GaAs товщиною 100 мкм із застосуванням заземлюючих отворів Ключові та підсилювальні ПТШ виготовлені на основі епітаксійних структур GaAs з довжиною затвора 0,3 мкм При виготовленні затворів застосована пряма електронна літографія

Технологія виготовлення керуючих МІС уніфікована з технологією підсилюючих монолітних схем, що виготовляються на підприємстві

21                           Перемикач 1×2

На рис 1 показана фотографія кристала перемикача на пластині

Перемикач побудований за Г-подібної схемою Для компенсації впливу паразитної ємності ключових ПТШ схема узгодження має структуру ФНЧ

Перемикач проектувався за методикою наведеною в [1]

Результати зондових вимірювань 5 перемикачів, розташованих по одному в кожному квадранті і В центрі пластини наведено на рис 2

Перемикач забезпечує на частоті 10 ГГц загасання не більше 1,5 дБ і розвязку не менше 38 дБ, на частоті 18 ГГц – 3 і 30 дБ, відповідно Розміри кристала 1,9 x1, 4 мм

Рис 2 Втрати і внесене ослаблення перемикача (виміряне)

Fig 2 Insertion loss and isolation vs frequency

22                      5-І бітний атенюатор

Фотографія кристала атенюатора на пластині наведена на рис 3

5 – і бітний атенюатор побудований за послідовній схемі Перший біт являє собою підключається паралельно до лінії резистор, решта біти виконані по Т-подібної схемою Атенюатор проектувався за методикою наведеною в [1]

На рис 4 наведені результати вимірювань типового зразка атенюатора

Атенюатор має початкові втрати в діапазоні частот 1-18 ГГц не більше 4 дБ, середньоквадратичне відхилення загасання від номінального значення на частоті 10 ГГц не більше 0,5 дБ, 18 ГГц – не більше

1 дБ Розміри кристала 2,4 x1, 5 мм

Девіація фази на частоті 10 ГГц не перевищує ± 5 градусів

Fig 4 Insertion loss vs attenuator state

Рис 4 Внесене згасання від стану атенюатора (виміряне)

Fig 3 MMIC attenuator photograph

Рис 6 Зміна фази в 64 станах (виміряне)

На рис 6 наведені результати вимірювань типового зразка фазовращателя у всіх 64-х станах в діапазоні частот 8-12 ГГц

Рис 3 Фотографія кристала атенюатора, розташованого на зондовой станції

23 6-І бітний фазообертач

Фотографія кристала фазовращателя на пластині наведена на рис 5

Рис 5 Фотографія кристала фазовращателя розташованого на зондовой станції

Fig 5 MMIC phase shifter photograph

Схема фазовращателя побудована на основі зосереджених RLC елементів З метою зниження втрат і зменшення взаємного впливу біт фазовращателя, між бітами 90 ° і 180 ° встановлено однокаскадний підсилювач на ПТШ Так само для зменшення взаємного впливу, між бітами 22,5 ° і 45 ° встановлений аттенюатор 2 дБ

Fig 6 Relative phase shift vs phase shifter state

Фазовращатель має величину середніх втрат не більше 6 дБ Варіація втрат у всіх станах на ОДНІЄЇ частоті не більше ± 1 дБ Середньоквадратичне помилка установки фази в діапазоні 9-10 ГГц не більше 6 °, 8-12 ГГц не більше 10 ° Розміри кристала 4,3 x2, 2 мм

3                                     Висновок

Розроблений ряд ключових МІС за параметрами ТОЧНОСТІ управління амплітудою і фазою НВЧ сигналів задовольняє вимогам сучасної апаратури Автори висловлюють подяку Бу-вайлік Є І, Васильєву В І, Шульзі Н В за проведення зондового СВЧ вимірювань

4 Список літератури

[1] Балико А Κ, Богданов Ю М, Васильєв В І Проектування монолітного двоканального перемикача СВЧ / / Радіотехніка-2004 -Вип2-С40-47

[2] Абакумова Н В, Богданов Ю М, Балико А Κ, Васильєв В І, Климова А В, Мальцев В А, Щербаков Ф А, Юсупова Н І Проектування багаторозрядних монолітних аттенюаторов / / Електронна техніка Сер

1, Електроніка СВЧ-2005-Вип2-С6-19

FULL-SCALE FAMILY OF DISCRETE GaAs STEERING CIRCUITS

Bogdanov Y М, Galdetskiy AV, Krasnik VA, Lapin VG, Lukyanov VA, Temnov A М, Scherbakov FE

FSUC RPC «Istok»

Vokzalnaya, 2a Fryazino, 141190, Russia Phone: (095) 465-86-93, fax: (095) 465-86-86 E-mail: cd1255@elnetmskru

Abstract – Presented in this paper are three types of discrete steering circuits:

1 X 2 switcher for 1 -18 GHz

5-            bit             attenuator with 0,5 dB discrete for 1-18 GHz

6-            bit             phase-shifter with 5,625° discrete for 8-12 GHz

Design and basic fabrication techniques are considered

Results of microwave parameters measurement are given

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