Главная > Разное > Объемные интегральные схемы СВЧ
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 6.4. Приемно-передающие модули

Последние достижения в области малошумящих планарных диодов на арсеииде галлия и созданных на их основе гетеродинных генераторов сделали возможным развитие комплексных узлов приемно-передающих устройств СВЧ на ОИС. Применение ОИС СВЧ позволяет по-новому подойти к вопросам проектирования и реализации приемных устройств сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Ключом к успешному созданию миниатюрных приемных модулей на ОИС является логичное сочетание полупроводниковых приборов с пассивными БЭ в многослойных структурах. При этом возникают проблемы конструктивно-технологического порядка (склеивание слоев диэлектрика, совмещение многослойной топологии, размещение активных элементов и пр.).

Рис. 6.16. Модуль супергетеродинного приемника: а) эквивалентная схема; б) объемная топология

Рассмотрим пример построения модуля супергетеродинного приемника, иллюстрирующий оптимальный путь миниатюризации. Разумеется, наибольший интерес представляет его реализация в виде объемного модуля. Первые шаги в этом направлении были сделаны, по-видимому, при проектировании супергетеродинного приемника [15], схема которого представлена на рис. 6.16. Здесь показана упрощенная схема — топология входной части приемника (рис. 6.16, а) и реализация ее в виде ОИС (рис. 6.16, б). Входной

фильтр 1 сигнального тракта и выходной фильтр 10 (волноводпый резонатор) умножителя выполнены на воздушной СПЛ и отрезке ПВ соответственно. Это сделано с целью повышения избирательности и повторяемости при изготовлении. Сигнальный вход соединен через фильтр 1 и отрезок НПЛ 2 с преобразователем частоты а гетеродинный вход при помощи СЩЛ 12 и полуволнового щелевого резонатора 11 связан с волноводиым резонатором 10. Смесительные диоды 5 встроены между одним из проводников НЩЛ и первым емкостным элементом фильтра нижних частот 4. Выход ПЧ осуществлен через изолированное отверстие в экране.

Входной фильтр 6 умножителя выполнен на СПЛ, которая в области включения умножительного диода 7 переходит в НПЛ 8. Выходной фильтр 10 умножителя связан с отрезком СПЛ 8, согласующим выходной импеданс диода 7 через резонансный полуволновый отрезок закороченной СЩЛ 9.

С целью удобного доступа к активным элементам 5 (для настройки и замены в случае выхода из строя) окна в крайних слоях запаяны отрезками фольги 13. Внешние поверхности ОИС металлизированы, за исключением участков «вход С» и «вход ». Получившийся объемный модуль является достаточно прочным и полностью экранированным, поэтому мояет применяться без дополнительного корпуса. Влагозащита при этом осуществляется путем обволакивания модуля компаундом. Выходы СВЧ выполняются либо разъемом на малогабаритные кабели, либо в виде балочных выводов.

Рис. 6.17. Модуль маяка-ответчика. Слои диэлектрика показаны прозрачными

В качестве следующего примера ОИС отметим приемно-передающий миниатюрный модуль [364], работающий на 26 ГГц. В этой конструкции максимально используются различные типы ЛП и частично сделана попытка пространственного расположения БЭ, включая в них низкочастотные схемы управления, питания и пр.

Ближе всего к построению ОИС СВЧ, согласно приведенному во введении определению, подошли в [365], где описан разработанный объемный модуль маяка-ответчика. Данный модуль представляет собой законченную осекорпусную конструкцию, состоящую из нескольких слоев (рис. 6.17). Соединение ортогональных сторон

прямоугольных антенн 1 с входными и выходными плечами 2 удвоителей частоты осуществляется с помощью гальванических переходов через отверстия в слоях диэлектрика и металлизации 3. Выполнение в среднем слое ОИС топологии двух независимых удвоителей частоты 4, содержащих цепи фильтрации и полупроводниковые приборы, решает задачу защиты схемы от климатических и механических воздействий, а также от электромагнитных помех. Расположение антенны на противоположных гранях ОИС позволяет получить диаграмму направленности, осуществляющую круговой обзор в трехмерном пространстве. Работа маяка-ответчика обеспечивается при мощности принимаемого сигнала выше при отсутствии источников питания.

Положительные свойства маяка-ответчика [365] (малая масса и объем, высокая степень надежности) свидетельствуют о перспективности применения ОИС в разработках РЭА СВЧ.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление