www.radartutorial.eu Principiile Radiolocaţiei

Comutatoare de antenă cu diode PIN

Figura 1: Exemplu de schemă simplificată a unui comutator de antenă cu diode PIN

Figura 1: Exemplu de schemă simplificată a unui comutator de antenă cu diode PIN

Diodele PIN au proprietatea că îşi modifică rezistenţa internă în funcţie de tensiunea de polarizare. La frecvenţe foarte înalte o diodă PIN se comportă ca o rezistenţă variabilă, în funcţie de valoarea şi semnul tensiunii de polarizare. Dacă dioda este polarizată invers rezistenţa sa este foarte mare, de ordinul kiloohmilor, iar la polarizare directă rezistenţa internă este foarte mică, de câţiva ohmi. Astfel, dioda PIN poate fi utilizată ca un comutator foarte rapid. În figura 1 este prezentată o schemă de principiu a unui comutator cu diode PIN.

Comutatoarele „solid state” bazate pe diode PIN sunt folosite din ce în ce mai mult datorită bunei izolaţii, timpului redus de revenire şi duratei mari de viaţă. Diodele PIN sunt folosite în comutatoarele de antenă fie ca limitatoare, fie cu rol de comutatoare comandate. Limitatoarele cu diode permit trecerea cu atenuări neglijabile a semnalelor de mică putere, iar de la o anumită putere atenuează semnalul la un nivel constant. Totuşi, în cazul sistemelor ce funcţionează la puteri mari, pentru obţinerea unei atenuări mici şi a unei izolaţii ridicate, este necesară comanda activă a diodelor prin aplicarea unor tensiuni de polarizare. Existenţa comenzilor complică mult circuitul, iar o eventuală defecţiune a circuitului de comandă poate avea efecte catastrofale asupra receptorului. De asemenea, folosirea comutatoarelor cu diode PIN la puteri ridicate conduce la reducerea izolaţiei şi la creşterea timpului de revenire. Pentru a obţine un nivel suficient de izolaţie, sunt folosite mai multe limitatoare cu diode. La puteri mari este des întâlnită soluţia folosirii limitatoarelor cu diode PIN împreună cu un tub descărcător.

În figura 2 este prezentat un circuit microstrip cu două diode PIN. În funcţie de tensiunea de comandă aplicată diodelor, semnalul este aplicat fie la sarcinile adaptate, fie la ieşirea circuitului (spre receptor).

Sarcini
adaptate
Linii rezonante
direcţională cuplor
Diode
PIN

Figura 2: Comutator de antenă cu diode PIN, în tehnologie microstrip

Sarcini
adaptate
Linii rezonante
direcţională cuplor
Diode
PIN

Figura 2: Comutator de antenă cu diode PIN, în tehnologie microstrip

Tensiunile de comandă pentru diode sunt de obicei aplicate de la sincronizator (comenzi de comutare emisie – recepţie).

Avantaje: 

  • Durată mare de viaţă
  • Nu necesită tensiuni de preionizare
  • Comutare foarte rapidă
     

Dezavantaje: 

  • Circuite complicate de comandă
  • Apariţia unor defecţiuni poate avea efecte grave asupra receptorului
  • La puteri mari necesită circuite suplimentare de protecţie