Отечественные электрически управляемые СВЧ-аттенюаторы

Аттенюаторы некоторых зарубежных фирм подробно рассмотрены в [1, 2]. О продукции российских предприятий информации явно недостаточно. В данной статье дан обзор отечественных аттенюаторов на основе p-i-n-диодов (корпусных и монолитных) с аналоговым и цифровым управлением, а также аттенюаторов на основе электромеханических реле.

В статье рассмотрены изделия 9 предприятий России:

• ФГУП «НПП «Исток» (г. Фрязино);
• ЗАО «ВЧТехнологии» (г. Челябинск);
• НПФ «Микран» (г. Томск);
• ОАО «Тантал» (г. Саратов);
• кафедры радиоприемных устройств и ТВ ТРТУ (г. Таганрог);
• ФГУП «ННИПИ «Кварц» (г. Н. Новгород);
• ООО «Планар» (г. Челябинск);
• ОАО «ЦНИИИА» (г. Саратов);
• ОАО «НИИПП» (г. Томск).

Следует отметить, что некоторые предприятия не рекламируют аттенюаторы как самостоятельную продукцию, хотя разрабатывают и выпускают их для собственного применения. Классификация аттенюаторов разных типов и определение их основных параметров рассмотрены в [1]. На рисунке приведена схема выпускаемых моделей аттенюаторов СВЧ-сигналов с указанием предприятий-изготовителей.

Аттенюаторы с плавной регулировкой ослабления

В таблице 1 приведены параметры аттенюаторов, выпускаемых пятью предприятиями России.

1. ФГУП «ННИПИ «Кварц» выпускает аттенюаторы 20 наименований в диапазоне частот от 0,01 до 26 ГГц. Это единственное предприятие, которое сообщает о важном параметре аттенюаторов — неравномерности АЧХ-аттенюаторов при ослаблении 30, 60, 90 и 110 дБ. Другие предприятия такие данные не приводят. Диапазон рабочих температур: 5–40 °С. Изделия 2.260.231 и 2.260.230 (рабочий диапазон частот 0,25–2 и 2–8 ГГц соответственно) имеют ослабление 110 дБ. Максимальная входная предельная мощность составляет 1 Вт (кроме 2.260.241-05). Разъем по СВЧ типа SMA. По требованию заказчика аттенюаторы могут поставляться с разъемами 3,5/1,52 мм.
2. ФГУП «НПП «Исток» выпускает 3 типа аттенюаторов, работающих в диапазоне температур: –60…70 °С. В диапазоне частот 8–12 и 12–18 ГГц они выполнены в бескорпусном варианте с микрополосковыми (МПЛ) выводами и волновым сопротивлением 50 Ом; возможна также поставка этих изделий в корпусе с коаксиальными выводами 3,5/1,52 мм.
3. Таганрогский РТУ разработал аттенюаторы пяти наименований. По сравнению с другими аттенюаторами данной группы изделие диапазона частот 1–2 ГГц имеет быстродействие (время переключения) 100 нс и выполнено на поликоровой плате размером 48×30 мм.
4. Аттенюаторы ЗАО «ВЧТехнологии» (три наименования) узкополосные и имеют начальные потери 0,4 дБ. Разъем по СВЧ коаксиальный, сечение 7/3,04 мм.
5. «НПФ «Микран» разработаны аттенюаторы с полосой пропускания 30% в любом участке диапазона частот 1–18 ГГц и с ослаблением 25–30 дБ. Неравномерность АЧХ в диапазоне частот равна 1 дБ. Как и на ряд других своих изделий, предприятие не приводит единое наименование с разбивкой по диапазонам; также нет данных по максимально допустимой входной мощности, типу СВЧ-разъема, габаритам и массе.

Ступенчатые аттенюаторы

В таблице 2 приведены параметры ступенчатых аттенюаторов, выпускаемых четырьмя предприятиями России.

1. ФГУП «НПП «Исток» выпускает 13 наименований аттенюаторов в диапазоне частот от 0,01 до 18 ГГц, с минимальным шагом перестройки ослабления 0,5 дБ и максимальным — 32 дБ. Полное ослабление сигнала у трех типов аттенюаторов составляет 95,5 дБ. Управление осуществляется напряжением ±5 В или ТТЛ. Предприятие не приводит полные данные по габаритам и массе своих изделий.
2. ЗАО «ВЧТехнологии» представляет три типа аттенюаторов с узкой рабочей полосой частот. Шаг перестройки ослабления равен 1 дБ; полное ослабление равно 31 и 90 дБ.
3. ООО «Планар» выпускает аттенюатор с ослаблением 21 дБ в диапазоне частот 0,04–0,882 ГГц.
4. ФГУП «ННИПИ «Кварц» разработало программируемый широкополосный аттенюатор в диапазоне частот 0–17,85 ГГЦ с величиной ослабления от 0 до110 дБ и шагом перестройки 1 дБ. Программирование параметров ослабления обеспечивается через последовательный интерфейс RS 232C. Питание от сети переменного тока: 220 В, 50 Гц. Диапазон рабочих температур: –10…50 °С.

Значение времени переключения (быстродействие) от одного состояния к другому ни одно предприятие не приводит.

Ограничители-аттенюаторы

Их параметры приведены в таблице 3. Ограничители-аттенюаторы в диапазоне 1–18 ГГц, применяемые для защиты приемных устройств от высокого уровня входной непрерывной или импульсной мощности сигнала (Р_{вхмакс.} в режиме НГ равна 1 Вт, а в импульсном режиме — 1,5 Вт), разработаны ФГУП «ННИПИ «Кварц». Значения начальных потерь даны при входной мощности 100 мкВт, а порог ограничения — при компрессии 1 дБ.

Волноводные аттенюаторы

Параметры волноводных аттенюаторов приведены в таблице 4. Их выпускают ФГУП «ННИПИ «Кварц» (диапазон частот от 17,4 до 110 ГГц) и ОАО «Тантал». ФГУП «ННИПИ «Кварц» выпускает часть изделий в волноводном канале в соответствии с международным стандартом (тип волновода WR-10, WR-15, WR-22 и WR-28). Предприятие ОАО «Тантал» не указывает частотный диапазон в цифрах, а полоса рабочих частот соответствует 4% в «Х»-диапазоне; входная импульсная мощность равна 200 Вт.

Ступенчатые программированные аттенюаторы с электромагнитным управлением

Параметры аттенюаторов приведены в таблице 5. ОАО «ЦНИИИА» разработало аттенюаторы до 18 ГГц, а ННИПИ «Кварц» — до 37,5 ГГц. Допустимая входная мощность, время переключения и число циклов переключений для аттенюаторов ОАО «ЦНИИИА» и ННИПИ «Кварц» составляет 1 Вт и 0,2 Вт, 25 мс и 100 мс, 100 000 и 200 000 соответственно. В таблице 5 даны значения погрешности ослабления; для сопоставимых по диапазону рабочих частот и уровню ослабления аттенюаторы ОАО «ЦНИИИА» имеют меньше погрешность, чем устройства ННИПИ «Кварц».

Монолитные аттенюаторы

Параметры аттенюаторов, работающих в диапазоне частот 0–15 ГГц, 8–12 ГГц и в восьмимиллиметровом диапазоне, приведены в таблице 6. В последние годы как за рубежом, так и в России идет разработка монолитных СВЧ-аттенюаторов на полевых транзисторах, выполненных на арсенид-галлиевой подложке. Такие аттенюаторы удобно использовать при построении активных фазированных антенных решеток. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с аттенюаторами, изготовленными на основе гибридных интегральных схем. Разработку ведут предприятия НПФ «Микран», ФГУП «НПП «Исток» [3] и ОАО «НИИПП». Размеры аттенюатора АТТ02 при более широкой рабочей полосе и большему диапазону вносимого затухания по сравнению с аттенюатором ФГУП «НПП «Исток» меньше в 2,6 раза по длине и немного более чем в 1,9 раза по ширине (размеры равны 2,3×1,55×0,1 мм и 6×3×0,1 мм соответственно). Сведения появились в начале 2007 года и представлены как базовая разработка миллиметровых монолитных аттенюаторов ОАО «НИИПП».

Заключение

Основная сложность анализа состояния разработок аттенюаторов состоит в неполном объеме информации о производимой продукции, предоставляемой предприятиями, или в ее отсутствии. Некоторые предприятия не считают нужным иметь сайты. Поэтому часть информации была взята из рекламных материалов, которые не отражают все технические характеристики изделий.

Имея некоторый опыт работы с зарубежными сайтами, где максимально объемно дана информация о выпускаемой продукции и приведены характеристики, автор обратил внимание на их качественное оформление. Даже небольшие фирмы имеют свои сайты. Многие фирмы приводят информацию о вновь разрабатываемых изделиях с подробным указанием их технических характеристик и указывают сроки начала и окончания разработки, а также в электронной форме размещают подробные каталоги своих изделий по видам продукции.

Маркетинг многих наших предприятий, выпускающих СВЧ-продукцию, не соответствует требованиям времени, из-за этого страдают предприятия, разрабатывающие новые изделия с применением аттенюаторов. Не имея информации об отечественных разработках, они вынуждены применять зарубежные изделия. Предприятие ЗАО «Микроволновые системы» (www.mwsystems.ru) — одно из немногих, чей сайт соответствует современным требованиям и представляет свою продукцию и новые разработки. Остается выразить сожаление, что на сайте ФГУП «НПП «Исток» (www.istok-mw.ru), одного из главных разработчиков аттенюаторов и других видов изделий, отсутствует необходимая информация.

Литература

1. Белов Л. А. Аттенюаторы СВЧ-сигналов // Электроника: НТБ. 2006. № 2.
2. Очеретянко И. СВЧ-аттенюаторы фирмы Herley General Microwave с аналоговым и цифровым управлением // Современная электроника. 2007. № 1.
3. Абакумова Н. В., Балыко А. К., Богданов Ю. М., Мальцев В. А., Зуева О. С., Самсонова И. В., Теинов А. М., Щербаков Ф. Е., Юсупова Н. И. Схемы СВЧ-аттенюаторов на полевых транзисторах с барьером Шотки // Радиотехника. 2007. № 3.
4. www.kvarz.ru
5. www.oao-tantal.ru
6. www.cime.ru
7. www.micran.ru
8. www.niipp.ru
9. www.rtf.tsure.ru/files/nt-devel.pdf
10. vcht.chel.tv
11. www.planar.chel.ru