CC BY
2Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 3 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 3 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 3 | 2024 год
ANTENNANI QAYTA SOZLASHDA P-I-N DIODLARDAN FOYDALANISH, NAZARIY VA
AMALIY QO'LLANISHLAR
B.O.Djalilov
Raqamli texnalogiyalar markazi direktori, "Telekommunikatsiya injiniringi" kafedrasi dotsenti.
A.G'.Muhammadjonov TATU Farg'ona filiali "Dasturiy injiniring"
kafedrasi assistenti. m.azamatjon0212@gmail.
Annotatsiya: P-i-n diodlar yordamida antennalarni qayta sozlash texnologiyasi radioelektron va mikroto'lqinli tizimlarda antennalarning dinamik xususiyatlarini o'zgartirish uchun samarali usuldir. P-i-n diodlarning elektr fazasi va sig'im-induktiv xususiyatlarini nazorat qilish orqali antennaga tushayotgan yoki tarqalayotgan elektromagnit to'lqinlarning moslashuvchanligi ta'minlanadi. Bu usul antennalarning keng polosali diapazonlarini dinamik boshqarishga, shuningdek, garmonik filtrlash va fazali massivlar yaratish imkoniyatini beradi. P-i-n diodlardan foydalanish texnologiyasi yuqori tezlikdagi jo'natish va qabul qilish tizimlarini optimallashtirishda muhim ahamiyat kasb etadi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatmoqdaki, antennalarni qayta sozlash orqali yuqori samaradorlikka erishish, signal yoyilishining moslashuvchanligi va chastota doiralarini kengaytirish mumkin. Mazkur usul kommunikatsiya, radiolokatsiya va simsiz aloqa sohalarida yangilik yaratish imkoniyatini ochib beradi.
II Kalit so'zlar: Antenna, diodlar, texnologiya, simsiz aloqa, kommunikatsiya.
Kirish. Zamonaviy radioelektron, mikroto'lqinli tizimlarda antennalarning samaradorligi va moslashuvchanligi juda muhim ahamiyatga ega. Radioaloqa, radiolokatsiya, simsiz tarmoqlarda yuqori sifatli signal uzatish va qabul qilishga bo'lgan talab kun sayin ortib borayotgani sababli, antennalarning dinamik sozlanishiga ehtiyoj yuqori hisoblanadi. Bu jarayonda p-i-n diodlar muhim rol o'ynaydi, chunki ular elektromagnit to'lqinlar diapazonini avtomatik ravishda o'zgartirish va dinamik nazorat qilish imkonini beradi.
P-i-n diodlar o'zlarining maxsus elektr-kimyoviy tuzilishi tufayli induktiv va sig'imli xususiyatlarni o'zgartira oladi, bu esa antennalarning qo'llash diapazonini kengaytirish va ularning moslashuvchanligini oshirishga yordam beradi. Hozirgi kunda p-i-n diodlar asosida antennalarni qayta sozlash nafaqat signallarni uzatish sifatini oshiradi, balki foydalaniladigan chastotalarni kengaytirish,
signalga halaqit qiluvchi elementlarni kamaytirish va fazali antenna massivlarini optimallashtirish imkonini beradi. Mazkur texnologiyaning dolzarbligi radio to'lqinlarni boshqarish imkoniyatlarini kengaytirish va yangicha aloqa tizimlarini yaratish bilan bog'liq hisoblanadi. P-i-n diodlarning tezkor va aniq boshqarish xususiyatlari sababli, ular antennalarning qayta sozlanishiga zamonaviy yechim sifatida ko'riladi.
Adabiyotlar tahlili va metodlar.
Antennalarni qayta sozlash sohasidagi tadqiqotlar va texnologiyalar keng qamrovli bo'lib, turli usul va elementlardan foydalanish orqali antennalarni moslashtirishga yo'naltirilgan. P-i-n diodlar yordamida qayta sozlanuvchi antennalar bo'yicha ilmiy tadqiqotlar uzoq vaqtdan beri davom etib keladi va bu diodlarning yuqori tezlikdagi kommutatsiya xususiyati ularni antennalarni dinamik sozlashda keng qo'llanilishini ta'minlamoqda.
170
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 I Son: 3 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 3 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 3 | 2024 год
Klassik tadqiqotlarda p-i-n diodlar asosan mikroto'lqinli sxemalarda signalni bloklash yoki o'tkazish vazifasini bajargan (Johnson, 1999). Keyinchalik p-i-n diodlar fazali antenna massivlarini qayta sozlash va signallar fazasini boshqarish uchun ham qo'llanila boshlandi (Gupta, 2005). Shu bilan birga, Qosimov (2011) hamkasblari bilan olib borgan tadqiqotlari antennalarni dinamik sozlash imkoniyatlarini tadqiq qilib, diapazon kengligi va samaradorligini oshirishni ko'rsatdi.
Oliynov (2017) o'z tadqiqotida p-i-n diodlar yordamida qayta sozlanuvchi antennalarning to'lqinlarni qabul qilish xususiyatlarini tahlil qildi va bu usulning kommunikatsiya tizimlaridagi samaradorligini oshirishini ta'kidladi. Boshqa tadqiqotlar esa p-i-n diodlar asosida antennalarning garmonik filtrlash xususiyatlariga bag'ishlangan bo'lib, ular interferensiyani kamaytirishda muvaffaqiyatli qo'llanilishi mumkinligini ko'rsatiladi (Kang, 2019).
Natija: PIN-diod elektron (n) va teshik (p) o'tkazuvchanlik sohalari o'rtasida o'z ichki (legirlanmagan, inglizcha intrinsic) yarim o'tkazgich (i-soha) joylashgan diodning bir turi hisoblanadi. p va n sohalar odatda kuchli legirlanadi, chunki ular metall bilan omik kontakt uchun ishlatiladi. p-i-n diodning o'ziga xos xususiyatlari i-soha kuchli legirlangan n+ va p+ sohalardan zaryad tashuvchilar bilan to'ldirilganda kuchli in'eksiya rejimida ishlashida namoyon bo'ladi, bunda ularga to'g'ri siljitish kuchlanishi qo'yiladi. i-sohada zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi juda past bo'lganligi sababli, bu yerda in'eksiya paytida deyarli hech qanday rekombinatsiyalanish jarayonlari bo'lib o'tmaydi. Ammo to'g'ri siljitish rejimida zaryad tashuvchilarning konsentra-siyasi ichki
konsentratsiyadan bir necha marta yuqori bo'ladi.
Past chastotalarda o'sha bir xil tenglamalar oddiy diodlarda bo'lganidek, p-i-n diodalariga ham amal qiladi. Yuqori chastotalarda to'g'ri siljitishda p-i-n diod deyarli ideal rezistor kabi ishlaydi, uning voltamper xarakteristikasi (VAX) hatto juda katta kuchlanishlar qiymatlarida ham chiziqli bo'ladi.
Shunday qilib, siljitish kuchlanishini o'zgartirish bilan diodning qarshiligini 0,1 Omdan 10 KOmgacha keng diapazonda o'zgar-tirish mumkin . i-sohaning katta kengligi p-i-n diodning teskari yo'nalishda kichik sig'imga ega ekanligini ham anglatadi.
Bu ishda qayta sozlash elementlari sifatida Hawlett Packard kompani-yasining HSMP4820 turdagi ikkita p-i-n diodlari ishlatilgan [37]. 1-rasmda diodlarning ochiq holatda (a) va yopiq holatdagi (b) ekvivalent zan-jirlari keltirilgan. Ekvivalent sxema parametrlarining qiymatlari 1-jadvalda keltirilgan.
6 о
1-rasm. Diodning (a) ochiq holatda va (b) yopiq holatdagi ekvivalent sxemalari.
1-jadval. p-i-n diod elementlarining qiymatlari
Parametr p-i-n diod holati
Ochiq Yopiq
Qiymat
L, нГн 0.75 0.75
С, пФ - 0.8
Rs, Ом 0.6 2500
2-jadval. Qayta sozlashda diodlarning holatlari
Egri chiziq Diodlarning holatlari
(4-rasm) 1-diod 2-diod
1 Ochiq Ochiq
2 Yopiq Ochiq
3 Ochiq Ochiq
4 Yopiq Yopiq
171
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 3 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 3 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 3 | 2024 год
Past chastotali diapazonlarni qayta ulash uchun 11 pF (1-diod) va 15 pF (2-diod) kondensatorlari bilan ketma-ket ulangan ikkita p-i-n diodlar ishlatiladi.
Antenna KTTKni chastotaga bog'liqligi 2-rasmda keltirilgan. 2-rasmdagi egri chiziqlarga mos keladigan sozlamalardagi diodlarning ho-latlari 2-jadvalda berilgan.
0.И d 0И S^'"' 0 is OSO Si! OSS 7»
а)
-1-i-I-1-I-1
i.4S ¡.SO ¡.Si ISO 245 1.70 176
Frequency, Chi
b)
2-rasm. Turg'un to'lqin koeffitsiyentining (a) past chastotalar diapazoni va (b) yuqori chastotalar diapazonidagi bog'liqliklari.
Past chastotalar diapazonidagi polosa kengligi 12....19,4%ni, yuqori chastotalar diapazonida -12,2%ni tashkil etadi, bu LTE standartiga mos keladi.
p-i-n diodli zanjirda olingan FIK qiymatlari 3-rasmda keltirilgan. Antennaning foydali ish koeffitsenti PCH sohada 36...60% dan YUCH sohada
78% gacha oshish bilan ortadi (alohida egri chiziqlar uchun diodlarning holatlari 2-jadvalga mos keladi).
on, on
—I—I—I—I—I—I—1—I—I—I—1—I—I—I—1—I—I—I—I—I
0,25 0,50 0,75 1.00 1.25 1.50 1,75 2.00 2,25 2.50 2.75 Frequency, GHz
3-rasm. Antenna foydali ish koeffitsiyentining bog'liqligi.
Past chastotalar diapazonda qayta sozlanadigan antennaning yo'naltirilganlik diagrammasi 4-rasmda tasvirlangan.
3-jadvalda PCH va YUCH diapazonlari uchun antenna yo'naltirilganlik diagrammalarining mos qiymatlari keltirilgan.
3-jadval
Antenna yo'naltirilganlik diagrammasining xarakteristikalari
Parametrlar Ф azimutal burchak Ö Ko'tarilish burchagi
PCH diapazo n YUCH diapazo n PCH diapazo n YUCH diapazo n
Maksimal yo'naltirilganli k, dB 2.7 5 2.1 5.5
Maksimal burchak, grad 65 180 345 305
Diagrammanin g kengligi, grad 109.4 81.7 110.8 82.5
172
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 3 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 3 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 3 | 2024 год
P-i-n diodlar yordamida olib borilgan tadqiqotlar natijalari doimo tahlil qilinib kerakli xulosalarga kelinadi. Antennalarni qayta sozlash sohasidagi tadqiqotlar va texnologiyalar keng qamrovli bo'lib, barcha natija va metodlar yordamida kerakli xulosalarga kelish zarur hisoblanadi.
4-rasm. PCH va YUCH diapazonlaridagi 2D va 3D antennalar yo'naltirilganlik diagrammalari.
a) PCH-diapazon azimutal burchagi,
b) PCH-diapazon ko'tarilish burchagi,
c) PCH-diapazon uch o'lchovli ko'rinishdagi yo'naltirilganlik diagrammasi,
d) YUCH diapazonining azimutal burchagi,
e) YUCH-diapazon ko'tarilish burchagi,
f) YUCH-diapazon uch o'lchovli ko'rinishdagi yo'naltirilganlik diagrammasi
Xulosa. P-i-n diodlar yordamida antennalarni qayta sozlash texnologiyasi radio va mikroto'lqinli tizimlar uchun yuqori samaradorlik va moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Tadqiqot davomida p-i-n diodlarning antennalarni qayta sozlashdagi fazaviy, sig'imli xususiyatlari har tomonlama o'rganildi va ularning elektr moslashuvchanligi orqali antennalarning diapazonlarini dinamik tarzda o'zgartirish imkoniyati mavjudligi tasdiqlandi. Bu jarayon antennalarning o'tkazuvchanlik va qabul qilish xususiyatlarini optimallashtirishda muhim rol o'ynadi.
Simulyatsiya va tajribalar natijalari shundan dalolat beradiki, p-i-n diodlar asosida qayta sozlanuvchi antennalar yuqori tezlikdagi signal almashinuvida interferensiyani kamaytiradi, garmonik
filtrlash orqali diapazonni kengaytirish imkonini beradi va fazali massivlarni boshqarishda aniqlikni oshiradi. Tadqiqotning amaliy qo'llaniluvi simsiz aloqa, radiolokatsiya, fazaviy antennalar va yuqori tezlikdagi ma'lumot uzatish tizimlarini optimallashtirishga imkon beradi. Shu bilan birga, qayta sozlanuvchi antennalarning p-i-n diodlar yordamida tezkor va samarali boshqarilishi yuqori samaradorlikka erishishning uzviy qismi sifatida qaraldi.
Yakuniy natijalar shundan dalolat beradiki, antennalarni qayta sozlash texnologiyalari kelajakda radio va mikroto'lqinli aloqa sohalaridagi innovatsiyalar uchun yangi imkoniyatlar eshigini ochib beradi.
Foydanilgan adabiyotlar ro'yhati.
1. Johnson, R. C. (1999). "Microwave PIN Diodes: Application in Switching and Tuning Circuits." Microwave Journal, 42(12), 22-30.
2. Gupta, K. C., & Singh, A. (2005). "Smart Antennas and Their Applications." IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 53(5), 1625-1635.
3. ^осимов, А. Ж. (2011). "Антенналарнинг кайта созланиши: p-i-n диодлардан фойдаланиш имкониятлари." Техника ва Инновация, 23(7), 4551.
4. Kang, S. H. (2019). "Harmonic Filtering in Reconfigurable Antennas Using PIN Diodes." Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 33(18), 2341-2352.
5. Олийнов, И. Х. (2017). "^айта созланувчи антенналар ва уларнинг фазавий бошкаруви." Микротулкинли техника журнали, 55(3), 79-85.
173
