Универсальный приемо-передающий канал Х-диапазона на основе СВЧ МИС собственной разработки

  Основой любого приемо-передающего модуля (ППМ) являются приемо-передающие каналы (ППК), формирующие основные СВЧ-характеристики. Применение в ППК МИС на основе широкозонных полупроводников позволило достичь высокой повторяемости СВЧ-характеристик, повысить надежность, уменьшить массогабаритные параметры, снизить трудоемкость изготовления и настройки ППМ. Используя специализацию Fabless — foundry для создания монолитных интегральных схем (МИС) СВЧ, удалось разработать и изготовить универсальный ППК Х-диапазона на основе МИС собственной разработки.

 В состав ППК входит GaN МИС импульсного усилителя мощности MSN560V с Рвых.имп ≥ 9,5 Вт в ΔF = 8,5–11,0 ГГц [3]. МИС включает детектор выходной мощности, а площадь кристалла (3,8 мм2) в пять раз меньше аналогичных GaAs МИС. Управляемые фазовращатели и аттенюаторы СВЧ — основные элементы аналогового диаграммообразования АФАР. В ППК эти функции возложены на многофункциональную GaAs МИС MSP003D со следующими параметрами:

• Ку = 19 – 20 дБ в режимах «прием»/«передача»,
• Рвых = 100 мВт в режиме «передача»,
• управление — ТТЛ/КМОП,
•  СКО установки затухания / фазового сдвига — 0,5 дБ/2 град.

 В целях расширения динамического диапазона приемника в состав ППК входит МИС 1-разрядного 20-дБ аттенюатора. Для повышения точности установки амплитуды и фазы сигнала использована GaAs МИС фазовращателя/аттенюатора MSP012D с драйвером управления, обеспечивающая дискреты вносимой фазы 1,4/2,8 град., дискреты вносимого затухания 0,5–1–2 дБ. Вышеперечисленные МИС позволили изготовить универсальный ППК со следующими параметрами:

• Рвых.имп = 9,5 – 11,0 Вт,
• Ку в режиме «передача»/«прием» — 40 дБ/32 дБ,
• Кш ≤ 2,2 дБ,
• дискрет управления фазой/амплитудой — 1,5 град/0,5 дБ,
• габаритные размеры — 24×19×4 мм,
• масса — 5 гр.
  
  

Литература
1. Белолипецкий А. В., Борисов О. В., Колковский Ю. В. и др. Антенный электронный блок для спутниковой АФАР Х-диапазона // Электронная техника.Серия 2: Полупроводниковые прибор, 2017. — Вып. 3 (246). — С. 15–25.
2. Andrey Kistchinsky, Ultra-Wideband GaN Power Ampliers — From Innovative Technology to Standart Products — Ultra Wideband Communications // Novel Trends — System, Architecture and Implementation, Intech, 2011. P. 213–232.
3. Кондратенко А. В., Шишкин Д. А., Щербаков А. С., Миннебаев С. В. GaN МИС усилителя мощности Х-диапазона с функцией контроля уровня мощности // Тезисы докладов юбилейной научно-технической конференции АО «НПП «Исток» им. Шокина» «СВЧ-Электроника-2023». — 25–26 мая 2023 г. — С. 37–38.