ВЧ и СВЧ приборы компании Mini-Circuits. Часть 1

Коротко о компании

Компания Mini-Circuits Laboratory была основана в 1961 году и специализируется на производстве ВЧ- и СВЧ-приборов. Компоненты для построения подобной аппаратуры находят применение в различных телекоммуникационных системах гражданского и военного назначения. Уникальная надежность, относительно невысокая стоимость и удобство эксплуатации компонентов, а также удачная торговая стратегия позволили компании успешно наращивать объемы производства и постоянно обновлять модельный ряд.

Спектр производимой продукции компания MiniCircuits весьма широк и включает в себя:

• усилители (как монолитные, так и гибридные) с питанием от 3 до 28 В, работающие в диапазоне до 10 ГГц;
• аттенюаторы на 50 и 75 Ом (двухфазные, цифровые, фиксированные);
• переключатели на различное количество направлений (на GaAs-структурах и TTL-управляемые);
• сумматоры,разветвители различной мощности с развязкой до 50 дБ;
• смесители для различных диапазонов (от 10 МГц до 10 ГГц);
• пассивные фильтры (низкочастотные, по осовые, высокочастотные) на 50 и 75 Ом, 0 –2,2 ГГц;
• управляемые напряжением генераторы (монолитные, малошумящие);
• удвоители частоты на диапазон 5 кГц –3 ГГц;
• ограничители сигнала на диапазон 10 кГц –900 МГц;
• трансформаторы сопротивлений до 1,5 ГГц;
• модуляторы-демодуляторы, фазовые детекторы и многое другое.

В рамках данной статьи мы остановимся на кратком описании популярных новинок компании Mini-Circuits — монолитных интегрированных микроволновых усилителей, а также двойных балансных смесителей на основе LTCC-технологии.

Интегрированные монолитные усилители VNA

Монолитные высокочастотные усилители работают на источниках постоянного тока. На практике их моделируют на основе источника напряжения, радиочастотного дросселя и резистора. На выход и вход подобных усилителей помещают дополнительные разделительные конденсаторы. Все эти внешние элементы съедают пространство, увеличивают стоимость и количество компонентов.

На рис.1 показана цепь питания типичных микроволновых усилителей. В данном случае для подвода питания используется выходной вывод усилителя. Для предотвращения уменьшения коэффициента усиления и выходной мощности необходимо, чтобы суммарное реактивное сопротивление R1 и L было не меньше 500 Ом. Кроме того, резонансная частота дросселя должна быть больше, чем рабочая частота.

Рис. 1. Цепь питания большинства монолитных ВЧ-усилителей

Новый монолитный усилитель группы VNA имеет независимые терминалы для подвода напряжения питания и частоты (рис.2). Подобные усилители предназначены в большей степени для работы с источниками напряжения и фактически не обременены внешними компонентами. Исключение составляет разделительный конденсатор С1, емкость которого должна быть в диапазоне 100 пФ –0,1 мФ, верхний уровень емкости обеспечивает некоторую фильтрацию шумов источника напряжения. Данные усилители имеют корпус для поверхностного монтажа и 8 выводов (рис.3).

Рис. 2. Цепь питания ВЧ-усилителя группы VNA

Рис. 3. Внешний вид усилителя группы VNA

Усилители группы VNA обладают столь высокими значениями коэффициента развязки (табл.1), что их можно использовать в качестве активных изоляторов. Важной особенностью подобных усилителей является то, что они работают на источниках напряжения в диапазоне 2,8 –5 В, а это дает возможность использовать аккумуляторы в качестве питания.

Двойные балансные смесители группы MCA1

Для частот, не превышающих уровень 5 ГГц, двойные балансные смесители могут реализовываться на ферритной основе, что делает их достаточно компактными и надежными. Для более высоких частот в качестве основы смесителя выступает полупроводник.

Двойные балансные смесители, изготовленные по технологии Blue Cell LTCC (низкотемпературной керамики), отличаются малой стоимостью и размерами. Данная технология позволяет создать многоуровневую цепь на основе лент керамического субстрата. Проводящие, диэлектрические и резистивные пасты наносятся на керамические пластины, которые затем запекают с помощью специальной печи при температуре +850 °С в единый многослойный «пирог », обладающий герметичностью и монолитностью. Типичная структура Blue Cell LTCC показана на рис.4 и состоит из нескольких диэлектрических уровней, проводников, встроенных резисторов и конденсаторов, а также соединительных каналов.

Рис. 4. Типичная структура Blue Cell LTCC

Высокая степень интеграции элементов подобной структуры позволяет реализовывать устройство в корпусе поверхностного монтажа (рис.5). Корпус имеет высоту 0,065″, длину 0,3″ и ширину 0,25″. Температурная устойчивость керамических материалов, используемых в техно огии Blue Cell LTCC, значительно упрощает решение проблемы температурного равновесия. Подобные смесители имеют рабочий диапазон температур от –55 до +100 °С и могут использоваться как в гражданских, так и в военных устройствах. Технические характеристики данной группы смесителей представлены в таблице 2.

Рис. 5. Внешний вид смесителей группы MCA1

Окончание статьи.