Сверхширокополосный диплексерный переключатель диапазона 0–50 ГГц для контрольно-измерительной аппаратуры
DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-1-75-81
☷
- О ТУСУРе
- Абитуриентам
-
Студентам
- Первокурсникам
- Расписание занятий
- Система дистанционного обучения
- Научно-образовательный портал
- Библиотека
- Групповое проектное обучение
- Журнал посещаемости
- Журнал успеваемости
- Клубы по интересам
- Спорт в ТУСУРе
- Профком студентов
- Содействие трудоустройству
- Облачное хранилище ТУСУРа
- Поддержка студенческих семей
- Поддержка участников СВО и их детей
- Многофункциональный центр
- Аспирантам
-
Сотрудникам
- Телефонный справочник
- Расписание занятий
- Система дистанционного обучения
- Научно-образовательный портал
- Библиотека
- Журнал посещаемости
- Журнал успеваемости
- Генератор рабочих программ
- Генератор ОПОП
- Генератор ИПРП
- Показатели эффективности труда ППС
- Спорт в ТУСУРе
- Профком сотрудников
- Облачное хранилище ТУСУРа
- Выпускникам
- Партнёрам
Аннотация: Актуальность. Одной из ключевых задач при создании перспективной контрольно-измерительной аппаратуры является освоение миллиметрового диапазона при одновременном расширении рабочего диапазона в сторону нижних частот. Цель исследования. Разработка схемотехнического решения, проектирование топологии и экспериментальное исследование монолитно-интегральной схемы, изготовленной на базе технологии GaAs-pHEMT, для частотного разделения СВЧ-сигналов в диапазонах 0–4 и 4–50 ГГц. Методы. В работе использованы методы схемотехнического моделирования, параметрической оптимизации, электродинамического анализа СВЧ-топологии и экспериментального исследования параметров микросхем. Научная новизна. Предложена сосредоточенная структура диплексерного переключателя на полевых транзисторах, обеспечивающая снятие ограничений на октавную полосу пропускания высокочастотного канала. Разработана модификация базовой архитектуры устройства, отличающаяся повышенным порядком LC-фильтров и введением дополнительных коммутационных элементов для компенсации паразитных реактивностей СВЧ-топологии, а также реализацией способа избирательного отключения индуктивности в высокочастотном плече с целью повышения межканальной развязки. Результаты. Экспериментально исследована работоспособность устройства в диапазоне 0–50 ГГц: обеспечена межканальная развязка более 21 дБ и возвратные потери не менее 12 дБ. Вносимые потери до 45,5 ГГц не превысили 1,4 дБ и составили 4,3 дБ на верхней границе диапазона. По результатам нелинейного моделирования подтверждена высокая линейность устройства во всем рабочем диапазоне частот: уровень подавления гармоник превысил 100 дБн, а выходная мощность при однодецибельной компрессии составила более 27,5 дБм. Практическая значимость. Разработанная микросхема применима в приемных трактах и модулях формирования сигналов контрольно-измерительной аппаратуры, обеспечивая их функционирование, начиная от постоянного тока.
Ключевые слова: свч полевой транзистор шоттки, переключатель, коммутатор, диплексер, сверхширокополосный, phemt, монолитная интегральная схема, арсенид галлия, развязка
Библиография статьи:
Хмара И. В. Сверхширокополосный диплексерный переключатель диапазона 0–50 ГГц для контрольно-измерительной аппаратуры / И. В. Хмара [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2026. – Т. 29, № 1. – С. 75–81. DOI: 10.21293/1818-0442-2026-29-1-75-81
Авторы и правообладатели:
- Хмара И. В. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
- Данилов Д. С. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
- Загородний А. С. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
- Шарангович С. Н. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
- 1. Rauscher Ch., Janssen V., Minihold R. Fundamentals of Spectrum Analysis / Munich: Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, 2008. – 83 p.
- 2. Ченакин А.В. Практическое построение синтезаторов частот СВЧ-диапазона: монография / А.В. Ченакин, А.В. Горевой. – М.: Горячая линия – Телеком, 2021. – 279 с.
- 3. Hiebel M. Fundamentals of Vector Network Analysis. – Munich: Rohde & Schwarz, 2007. – 417 p.
- 4. Техническая документация MDPX-2734CH [Электронный ресурс]. – URL: https://markimicrowave.com/assets/0ee7ebc7-5ff2-4d01-96d2-dcd934659549/MDPX-2734CH-Passive%20MMIC%200%20-%2060%20GHz%20High%20Frequency%20Diplexer.pdf, свободный (дата обращения: 04.03.2026).
- 5. Drobotun N. Compact Planar Ultra-Wideband Power Dividers with Frequency Range up to 67 GHz for Multichannel Receivers / N. Drobotun, D. Yanchuk, E. Khoroshilov // Proceedings of the 46th European Microwave Conference. – UK, London: IEEE, 2016. – P. 198–201.
- 6. Chung H. A Packaged 0.01–26-GHz Single-Chip SiGe Reflectometer for Two-Port Vector Network Analyzers / H. Chung, M. Sayginer, Q. Ma, G.M. Rebeiz // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 2020. – Vol. 30, No. 5. – P. 1794–1808. DOI: 10.1109/TMTT.2019.2961901.
- 7. Сверхширокополосные направленные ответвители для диапазона СВЧ / Ф. Михеев и др. // Современная электроника. – 2015. – № 1. – С. 44–46.
- 8. Хмара И.В. SPDT-переключатели отражающего и поглощающего типа диапазона от 10 МГц до 67 ГГц на технологии 0,1 мкм GaAs-pHEMT / И.В. Хмара, Д.С. Данилов, А.С. Загородний, С.Н. Шарангович // Доклады ТУСУР. – 2025. – Т. 28, № 3. – C. 7–13.
- 9. 10-MHz-to-70-GHz Ultra-Wideband Low-Insertion-Loss SPST and SPDT Switches Using GaAs pin Diode MMIC Process / H.-E. Liu, X. Lin, H.-Y. Chang, Y.-C. Wang // 2018 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC). – Kyoto, Japan, 2018. – P. 1217–1219. DOI: 10.23919/APMC.2018.8617438.
- 10. Hiller G. Design with PIN Diodes: Application Note AG312. – M/A-COM. – 18 p. [Электронный ресурс]. – URL: https://cdn.macom.com/applicationnotes/AG312.pdf, свободный (дата обращения: 04.03.2026).
- 11. Кочемасов В. МЭМС-переключатели ВЧ/СВЧ-сигналов. – Ч.1 / В. Кочемасов, Е. Торина, А. Сафин // Электроника: наука, технология, бизнес. – 2024. – № 4. – С. 76–85. DOI: 10.22184/1992-4178.2024.235.4.76.
- 12. Пат. US9103856B2 США, МПК G01R23/165. Hand-held microwave spectrum analyzer with operation range from 9 KHz to over 20 GHz / R.A. Brown, C. Robinson. – № 13/859484; заявл. 09.04.2013; опубл. 11.08.2015, Бюл. № 2015/08/11.
- 13. Пат. 2832689 РФ, МПК H01P1/20, H01P1/213. Сверхширокополосный pin-диодный диплексерный переключатель / В.Н. Гребенюк, Д.С. Данилов, А.С. Загородний, И.В. Хмара, А.Н. Парханюк. – № 2024114564; заявл. 29.05.2024; опубл. 27.12.2024, Бюл. № 36. – 8 с.
- 14. Хмара И.В. Сверхширокополосный pin-диодный диплексерный переключатель на GaAs / И.В. Хмара и др. // Доклады ТУСУР. – 2023. – Т. 26, № 3. – С. 27–31.
- 15. Пат. № 10200031B2 США. Electronically switchable diplexer / G. Hechtfischer, W. Perndl, A. Tankielun; заявитель и патентообладатель Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG. – Заявл. 07.06.2016; опубл. 05.02.2019.
-2026-1_%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%8F.jpg)
Адрес редакции
Подписка на обновления
