New-Tech Military Magazine | May – June 2016

מגבר מגביל רחב-פס בעל תחום דינמי גבוה

Adam Winter, Jerry Cornwell, Analog Devices

ערכות ל"א חדישות רבות דורשות מקלטים בעלי רעש נמוך המסוגלים לעמוד בפני שינויי הספק מבוא נרחבים ברוחב-פס רב-אוקטאבות. מקלטים אלה חיוניים לשם הגנה של רכיבים רגישים מרוחק AM או אפנון RF מדחיפת-יתר ב- מאותות מבוא. יתר על כן, תכנוני מערכות מרובות-ערוצים והקרבה לאנטנה של המקלט יוצרים דרישות להספק נמוך ומארז קטן. היישומים כוללים קצוות DRFM ואיתור כיוון, IFM סופיים של ומערכות חסימה. מערכות אלה חייבות לפעול בתחום תרמי רחב, ודורשות היענות לתדר שטוחה בעלת תוכן הרמוני נמוך בכל תנאי ההפעלה. המגברים המגבילים הם אידיאליים ADI ) של limiting amplifiers ( עבור רבים מיישומים אלה בשל ממדי מארז , RF מובילים בשוק, ביצועים חשמליים ו- וקלות השילוב במערכים בעלי רמה גבוהה יותר. מגבר מגביל מיקרוגל הוא מגבר בעל שבח גבוה, רב-שלבי אשר "מגביל" את הספק היציאה על-ידי דחיסה עקיבה של דרגות השבח הפנימי בשעה שהספק המבוא עולה. דרגות השבח נדחסות משלב המוצא אל המבוא, עם תכנון מיוטב כדי למנוע דרגה של שבח פרטי בעלת דחיפת-יתר בכל מ

השפעות הביצועים המזיקות הנגרמות על- ידי מארז טפילי. כמו כן, האמינות של מערכים היברידיים ושבב-ומוליך נחשבת לעדיפה בגלל שמערכים היברידיים מבוקרים היטב ומתאימים היטב לטיפול במאמצים סביבתיים. יתר על כן, מערכים אלה הם קטנים, קלי-משקל וניתן לאטום אותם הרמטית בנקל. מערכי שבב-ומוליך Monolithic היברידיים מורכבים מ- ) MMICs ( Microwave Integrated Circuits בעלי צורת פיסה, טכנולוגיית שכבה דקה ורכיבים פאסיביים הניתנים לקישור על-ידי מוליך. שיקולים עיקריים עבור בחירת דרגות השבח הפנימי כוללים תחום תדרי פעולה כנגד טמפרטורה, שטחיות השבח, תוכן הרמוני ברוויה וביצועים לא-ליניאריים. תכנון מוצלח של מגבר מגביל ממזער את דרגות השבח ואת מניית החלקים המיוחדים כדי להקטין את הקיזוז התרמי ואת אתגרי השטחיות. כמו כן, ההצלחה תלויה רבות בקצבי הספק המבוא המרביים של ההתקן ומאפייני הדחיסה של דרגות השבח הנבחרות. כדי להשלים את התכנון בעזרת ,40 dB דרישה של תחום דינמי מגביל של מומלץ על ארבעה דרגות שבח מזעריות

תנאי ההפעלה. האתגרים המלווים בתכנון מגבר מגביל רחב-פס כוללים הגבלת ההספק )) equalization היעיל, קיזוז תרמי ושוויון תדר לאורך רוחב-פס מרובה-אוקטבות. בנוסף, דרישות המערכת לרעש נמוך, הספק נמוך וממד מארז קטן מוסיפות למורכבות התכנון. מאמר זה סוקר שיקולי תכנון וטכניקות גיגה-הרץ בעל 2-18 עבור מגבר מגביל , תחום 45±1.5 dB דרישות של שבח , פחות 850 C - עד 40 טמפרטורות פעולה של , ותחום דינמי מגביל של DC ואט 1.5- מ . תחום דינמי מגביל מוגדר כתחום 40 dB RF הספק המבוא בו נקבע הספק המוצא . מציעה מוצר של מגבר מגביל רחב-פס ADI , אשר עונה HMC 7891- גיגה-הרץ, ה 2-18 לדרישות אלו. מגבר זה כולל ויסות מתח פנימי במארז בעל מחבר אטום הרמטית. מבנה ושיקולי מגבר תכנון מגבר מגביל מיקרוגל מתחיל בבחירה של שיטות בנייה מועדפות ומגברים בעלי דרגת שבח פנימית. מערכים היברידיים שבב-ומוליך מועדפים לעתים קרובות לעומת תכנוני התקנה-במשטח עבור יישומים בעלי תדר גבוה במטרה למזער את

New-Tech Military Magazine l 46