Отечественные электрически управляемые СВЧ-аттенюаторы Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ВЧ/СВЧ-элементы

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 рч-п-диодов (корпусных и монолитных) с аналоговым и цифровым управлением, а также аттенюаторов на основе электромеханических реле.

18 I www.finestreet.ru компоненты

Юрий КАРПОВ

[email protected]

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 8МА. 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 бескорпус-ном 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 48x30 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

ВЧ/СВЧ-элементы

Таблица 1. Аттенюаторы с плавной регулировкой ослабления

Наименование ^р, ГГц Начальные потери, дБ Ослаб- ление, дБ КСВН вх/вых Время переключения, мкс Макс. входная мощность, Вт, рабочая/ предельная Разъем по СВЧ Габариты, мм Масса,

ФГУП «ННИПИ «Кварц» |

2.260.060 0,01-2 60 8МА(0-8МА(0 80x40x16 240

2.260.060-01 30 0,05/1 61x23x13 40

2.260.220 0,02-0,5 1,5 8МА(т)-8МА(0 64x26x14

2.260.231 0,25-2 2,5 110 73x44x27 270

2.260.141 0,5-1,25 451 1,5 0,1/1 8МА(0-8МА(0 70x50x14 100

2.260.241 1,5 60 68x43x14 70

2.260.220-01 0,5-3 30 1,8 0,05/1 8МА(т)-8МА(0 64x26x14 40

2.260.241-01 1-2 1,5 60 1,5 - 8МА(0-8МА(0 68x43x14 70

2.260.164 1-4 1,8 30 0,1/1 8МА(т)-8МА(0 42x20x15 40

2.260.250 50 1,5 0,5 50x15x14 20

2.260.241-02 2-4 1,8 60 1,6 60x31x14 50

2.260.230 2-8 110 (120) 1,7 0,2/1 57x31x31 150

2.260.250-01 1,5 1,6 0,5 50x15x14 20

2.260.241-03 4-8 2,5 60 1,8 54x18x14 30

2.260.250-02 4-12,4 1,8 0,5 8МА(0-8МА(0 50x15x14 20

2.260.251 8-18 50 0,3/1 40x15x14 10

2.260.241-04 8-12,4 60 54x18x14 30

2.260.251-01 8-26 2,5 50 0,5 0,5/1 40x15x14 10

2.260.270 3,5 2,2 0,3/1 40x19x14 30

2.260.241-05 12-18 60 - 45x18x14 20

ФГУП «НПП «Исток» |

С1-4-ІІІ 0,5-2 1 20 1,1 3,5/1,52 - -

М7-А-008012 8-12 3 40 2 - МПЛ 50 Ом 24x17x0,5 -

М7-А-012018 12-18 3,5 24x14x0,5 -

| Кафедра радиоприемных устройств и ТВ ТРТУ

- 0,4-1

- 0,8-2 2-3 1/ - 3,5/1,52

- 2-4 40 2,5

- 4-8

- 1-2 2 0,1 0,5/ - - 63x45x15 -

| ЗАО «ВЧТехнологии»

АТТ-ПЛ-150 0,1-0,15 СРГ-50-751 ФВ М-типа

АТТ-ПЛ-400 0,2-0,5 0,4 30 1,5 - - - -

АТТ-ПЛ-900 0,6-1

| «НПФ «Микран»

МС№-****-01 1-18 (полоса рабочих частот 30%) 3 25-30 1,5 - - - - -

1 В диапазоне 0,5—1,0 ГГц; на частоте 1,25 ГГц ослабление не менее 35 дБ.

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 И8 232С. 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 (Рвхмакс в режиме НГ равна 1 Вт, а в импульсном режиме — 1,5 Вт), разработаны ФГУП «ННИПИ «Кварц». Значения на-

чальных потерь даны при входной мощности 100 мкВт, а порог ограничения — при компрессии 1 дБ.

Таблица 2. Ступенчатые аттенюаторы

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 тран-

Наимено- вание Дfp, ГГц Начальные потери,дБ Ослабление ступений, дБ Ослабление, дБ КСВН вх/вых Разъем по СВЧ Режим питания, В Габариты, мм (масса, г)

1 ФГУП «НПП «Исток»

С1-4-0/3 0,01-1 4 3; 6; 12; 24; 24 69 1,5 ±5 -

С1-4-1 0,5-2,5 1,8 8;16;32 56 2,0 3,5/1,52 -

М7-А-007015 0,7-1,5 2;4;8;16;32 62 1,6 ±5 или ТТЛ 35x81x15 (85)

М7-А-027030 2,7-3 2 1; 2; 4; 8 15 1,5 МПЛ 50 Ом 24x15x0,5

С1-4-2 2,5-6,5 1,8 8;16;32 56 2,0 3,5/1,52 ±5 -

М7-А-052058 5,2-5,8 2 0,5; 1; 2; 4; 8 15 1,5 МПЛ 50 Ом ±5 или ТТЛ -

М7-А-005010 5-10 7 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 32; 32 95,5 2,0 -

С1-4-3 6,5-10,5 2 8;16;32 56 3,5/1,52 ±5 -

С1-4-3/3 8,5-9,5 3,5 3; 6; 12; 24; 24 69 1,6 -

М7-А-925975 9,25-9,75 2 1,5; 3; 6 10,5 1,5 МПЛ 50 Ом ±5 или ТТЛ -

М7-А-009011 9-11 8 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 32; 32 95,5 -

С1-4-4 10,5-18 2,5 8;16;32 56 2,0 3,5/1,52 ±5 -

М7-А-015017 15-17 10 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 32; 32 95,5 -

| ЗАО «ВЧТехнологии»

АТТ-Д-100 0,1-0,4 90 СРГ-50-751

АТТ-Д-800 0,8-0,9 4,5 1 31 1,5 ФВ ±5 -

АТТ-Д-800 0,8-0,9 90 М-типа

| ООО «Планар»

1 - | 0,04-0,862 1 - | 0,6; 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21 1 21 - - - 1 -

1 ФГУП «ННИПИ «Кварц»

АП01 1 0-17,85 1 (до 2 ГГц); 2 (2-8,2 ГГц); 3,5 (8,2-17,85 ГГц) 1 110 2,5 3,5/1,52 - 250x95,5x299 (3500)

1 Аттенюатор программируемый. Питание от сети переменного тока: 220 В, 50 Гц.

Таблица 3. Ограничители-аттенюаторы ФГУП «ННИПИ «Кварц»

Наимено- Afp, Началь- ные Допустимая падающая мощность сигнала НГ/имп, Вт, КСВН вх/вых Порог ограни- Просачивающая мощность в режиме пропускания, мВт Ослабление, дБ Разъем по СВЧ Габариты,

дБ В режиме пропускания В режиме запирания чемнВитя, НГ имп '.,

434.821.080 1-2 1,5 1,5 1,5 2 3 3,5 68x43x14 70

434.821.081 2-4 1,8 1/1,5 1,6 1,6 2,5 2 5 40 SMA(f) 60x31x14 60

434.821.082 4-8 2,5 1,8 1,8 2 2,5 4 54x18x14 50

434.821.083 8-18 3,8 2 2 1,5 1 2,5 45x18x14 40

1 Длительность фронта импульса не менее 20 нс.

Таблица 4. Аттенюаторы волноводные

Наимено- вание ГГц Начальные потери, дБ Ослабление, дБ КСВН вх/вых В режиме В режиме пропускания запирания Время пере- клю- чения, нс Входная мощность, Вт, рабочая/ предель ная Волно- водный канал, мм Тип фланца Габариты, мм а, ас г

1 ФГУП «ННИПИ «Кварц»

2.260.440 17,4-26 1,5 40 1,7 1,7 100 0,1/1 11x5,5 - 61x30x28 220

2.260.440-01 25,8-37,5 2 1,8 1,8 0,15/1 7,2x3,4 - 44x25x24 130

2.260.440-02 37,5-53,6 2,5 30 2 2 0,25/1 5,2x2,6 - 37x23x22 70

434.821.062 26,5-40 2 30 1,5 2 20 0,25/1 WR-28 UG-599/U 44x23x27 160

434.821.058 33-50 2,5 WR-22 UG-383/U 37x29x29 130

434.821.059 50-75 3 25 2 2,5 WR-15 UG-385/U 35x20x21 110

434.821.061 75-110 3,5 20 2,5 - 50 0,25/0,5 WR-10 UG-387/U 25x20x21 80

| ОАО «Тантал»

Х-диапазон 4% 2 дискретное: 20 и 40 - - 1000 200 имп. 10x23 - 26x43x62 -

Таблица 5. Ступенчатые программируемые аттенюаторы с электромагнитным управлением

Наиме- нование Afp, ГГц Начальные потери, дБ Ослабление ступеней, дБ Ослабление, дБ (А) Погрешность ослабления, дБ КСВН вх/вых Разъем по СВЧ Габариты, мм а, ас

1 ФГУП «ННИПИ «Кварц»

251-06 0-4 1,2 10 110 ±(0,2+0,04 А) 1,4 БМА(0 или тип 1Х(р) по ГОСТ 13317-89 (резьба дюймовая или метрическая) 138x55x26 350

251-07 0-8 2 1,7

251-08 0-12 2,3 ±2,6 до 60 дБ; ±(0,2+0,04 А) до 110 дБ 1,75

1068 0-18 2,8 ±3,2 до 60 дБ; ±(0,25+0,05 А) до 110 дБ 1,8 -

1048 0-37,5 3 5 35 ±2,5 1,8 (до 26,5 ГГц); 2,2 (до 37,5 ГГц) Типа 2,4(0 или тип I по ГОСТ 13317-89 110x56x26

1078 0-26,5 2,5 55 1,8

| ОАО «ЦНИИИА»

РА-01 0,1-18 2,5 1; 2; 4; 4 11 ±0,7 (1 и 2 дБ); ±0,8 (4 дБ) 2 Тип III(P) по ГОСТ 13317-89; или N(f) 138x73x22,6 480

РА-02 10;20;40;40 110 ±1 (10 дБ); ±1,3 (20 дБ); ±3 (40 дБ)

РА-03 1; 2; 4; 4 11 ±0,7 (1 и 2 дБ); ±0,8 (4 дБ) IX(P) ) по ГОСТ 13317-89; или SMA; или APC-3,5(f) 138x52x22,6

РА-04 10;20;40;40 110 ±1 (10 дБ); ±1,3 (20 дБ); ±3 (40 дБ)

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. ■

зисторах, выполненных на арсенид-галлие-вой 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 2,3x1,55x0,1 мм и 6х3х0,1 мм соответственно). Сведения появились в начале

Таблица 6. Монолитные аттенюаторы

Наиме- нова- ние А^ ГГц Начальные потери, дБ Минимальный дискрет затухания, дБ Диапазон вносимого затухания, дБ КСВН вх/ вых Управляющее напряжение, В Макс. входная мощность, мВт Габариты, мм Примечание

| НПФ «Микран»

| АТТ02 RR5 | 4,5-7 | 0,75 1 23 - | 0; -5 1 - |2,3x1,55x0,1 1 -

| ФГУП «НПП «Исток»

- ПЯТ 1 3 | 0,5 | 15,5 1,5 | 0; -5 1 100 | 6x3x0,1 1 -

| ОАО «НИИПП»

- 8 мм 1,0 - - 1,5 - - - Полоса частот: 1,5 ГГц при Рвх<200 мВт; 10 ГГц при Рвх<10 мВт

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