Статья продолжает цикл, посвященный системам автоматизированного проектирования и моделирования электромагнитных полей в свободном пространстве.
Все системы были протестированы на примере расчета и моделирования параметров балансной противофазной антенны Вивальди. Рассмотрены: Micro-Stripes v. 5.5 от компании KCC, Concerto v. 1.9 от компании Vector Fields, IE3D и Fidelity от компании Zeland. Для каждой из систем рассмотрены способы создания геометрии антенны, расчет ее характеристик, построение трехмерной диаграммы направленности, расчет S-параметров и их представление. Приведены затраты времени на выполнение расчетов каждой из систем. В следующем номере планируется подведение итогов сравнения, начатого еще в предыдущем выпуске. Из рассмотренных в данной статье систем автор явно отдает предпочтение системе Micro-Stripes компании КСС.
В ноябре 2000 года сразу две фирмы: Agilent Technologies и Rohde and Schwarz, представили свои новые измерительные приборы на выставке в Мюнхене.
Agilent предложила анализатор спектра E4440A, в котором блок промежуточной частоты полностью реализован в цифровом формате. Прибор предлагает 160 установок разрешения и полосы в диапазоне от 1 Гц до 8 МГц, поскольку отсутствуют ограничения, накладываемые физическими фильтрами. Прибор покрывает частотный диапазон до 26,5 ГГц, планируется выпуск упрощенных моделей на 6,7 ГГц и 13,2 ГГц. Динамический диапазон прибора составляет 113 дБ, чувствительность - -153 дБм, абсолютная точность по амплитуде - 0,3 дБ, линейность - 0,1 дБ. Кроме того, анализатор снабжен несколькими вариантами интерфейса с внешними приборами, включая параллельный порт, разъем GPIB, возможность подключения к ЛВС и взаимодействия с программами Microsoft в плане передачи данных.
Rohde and Schwarz предложили свой новый анализатор цепей ZVK. Это векторный анализатор цепей, работающий на частоте до 40 ГГц, и предназначенный, в первую очередь, для разработки и анализа систем связи третьего поколения. Динамический диапазон прибора составляет 110 дБ, время измерения не более 700 мс на точку, а чувствительность не хуже -110 дБм в полосе 10 МГц. ZVK включает в себя персональный компьютер с операционной системой Windows NT, результаты измерений могут сохраняться в виде стандартных файлов систем САПР, например, S2P, S4P, flp.
Сразу две компании, Farran Technologies и EADS объявили о ведущихся разработках новых изделий на базе технологии мультичип-модуль (МСМ) для работы в миллиметровом диапазоне волн.
Специалисты Farran в числе главных проблем разработки называют разнообразие исполнений и материалов стыкуемых модулей, а также необходимость сложного моделирования стыковочных элементов между различными типами линий передачи. Кроме того, трехмерное моделирование устройства в целом пока невозможно по причине нехватки вычислительной мощности и ограничений программного обеспечения. На сегодняшний день Farran использует следующую технологию: отдельные миллиметровые ИС обрабатываются в системе трехмерного электромагнитного моделирования, после чего полученные S-параметры подставляются в систему моделирования устройства в целом. К сожалению трехмерные системы моделирования не позволяют проводить оптимизацию, кроме того они не работают с нелинейными устройствами.
Помимо принципов моделирования, Farran описывает собственные процессы производства, установки и монтажа миллиметровых ИС в МСМ, а также принципы автоматического тестирования таких устройств. В качестве примеров приведены данные ряда устройств на частоты 38-42 ГГц.
Немецкая компания EADS представляет свои разработки: дуплексер на 28 ГГц выполненный по технологии "металлизированый пластик" и МСМ устройство - приемопередатчик на 38 ГГц для системы связи точка-точка, выполненный по технологии LTCC (низкотемпературная керамика).
Как ни странно, растущие требования к интеграции приемопередающих модулей, накладываемые спецификациями техники третьего поколения, приводят к тому, что многие компании отходят от монолитной интеграции и возвращаются к гибридным устройствам, позволяющим объединять различные полупроводниковые модули. К числу таких технологий относится LTCC - низкотемпературная керамика. По сравнению с печатными платами, тонкими и толстыми пленками, высокотемпературной керамикой, данная технология создания многослойных керамических оснований предлагает ряд преимуществ, в том числе возможность использования внедренных микрополосковых линий с малыми потерями.
Одним из пионеров в этой области является компания National Semiconductors, занимающаяся ею с 1996 года. Сегодня она представляет трехполосный модуль приемопередатчика GSM/GPRS, модуль Bluetooth, модуль синтезатора, а также предрекает дальнейший рост уровня интеграции на основе использования данной технологии.
Компания Murata занимается интеграцией активных и пассивных компонентов на основе технологии LTCC. Так, в частности, предлагается модуль, объединяющий дуплексер для автоматического переключения частот 900 и 1800 МГц и фильтры. Размер такого модуля - 6,7 на 5,0 на 2,0 мм.
Компания Alpha Industries предложила свою технологию aiIP, предназначенную для интеграции различных высокочастотных компонентов в единый модуль.
В разделе описываются перспективы снижения массогабаритных характеристик дискретных приборов на примере ГУН.
Сразу несколько компаний представили новые синтезаторы частоты, в том числе и с использованием технологии DDS (ЛЧМ - синтезаторы).
STEL-2375A от компании ITT Industries имеет рабочую частоту 1 ГГц с полосой 400 МГц. Для создания ЛЧМ сигнала используются фазовый и частотный накопители с разрешением 32 бита, тогда как в предыдущих системах использовался только фазовый.
Другой прибор от ITT Industries - STEL-9941 - одноканальный блок синтезатора, работающий в S-диапазоне (1,6 - 2,8 ГГц с расширением до 18 ГГц по модульному принципу) с разрешением 0,7 Гц и скоростью переключения 150 нс.
Компания Fujitsu предложила серию новых синтезаторов частот на основе технологии ФАПЧ до частоты 2,6 ГГц с сокращенным временем захвата частоты.
В статье также рассмотрены новые синтезаторы частот и ГУН от компаний National Semiconductor и Murata.
Статья посвящена проблемам нелинейных искажений в усилителях мощности, в первую очередь нелинейных составляющих третьего порядка. Рассмотрены механизмы их возникновения и пути устранения. Статья проиллюстрирована результатами внедрения описанных технологий при разработке четырех вариантов усилителей мощности.
Устройства на гетероструктурах нитрида галлия на подложке из карбида кремния являются очень перспективным направлением в развитии усилителей мощности и переключающих устройств. Они обладают высокой скоростью электронов, высоким пробивным напряжением при хорошей теплопроводности подложки.
В статье описана технология изготовления устройств на основе гетероструктур нитрида галлия, методики снятия характеристик и анализа их параметров.
"Интеллектуальная антенна" - одно из направлений исследований английских ученых из компании Antenova. Такая антенна, установленная в мобильном телефоне, позволит направленно излучать сигнал на ближайшую базовую станцию. В результате "пространственное разделение каналов" позволит не только резко улучшить мощностные характеристики мобильного аппарата, но и предоставит оператору мобильной связи возможности по расширению числа обслуживаемых абонентов. Еще одним преимуществом такой антенны является частотная независимость ее параметров, более того, прогнозируется улучшение характеристик антенны с ростом частоты, что позволит использовать ее в системах передачи видеосигнала.
Antenova уже провела переговоры с несколькими производителями мобильных телефонных аппаратов, планируется выпуск первых изделий через полтора года.
Atmel Corporation анонсировала ввод в эксплуатацию участка по производству ИС по кремний-германиевой технологии до частоты 82 ГГц на своем заводе в Германии. Основное применение новой продукции - современные высокоскоростные системы беспроводной связи.
Microelectronics Europe GmbH, подразделение Fujitsu, анонсировало новый процесс БиКМОП для создания высокочастотных ИС. Компания заявляет рабочую частоту 30 ГГц, коэффициент шума в 0,6 дБ при низком потреблении мощности. Процесс предназначен, в первую очередь, для создания мобильных устройств третьего поколения, для которых и требуется пониженное потребление энергии.
