تغییر دهنده ی فاز MEMS

تغییر دهنده ی فاز MEMS

60 صفحه در قالب word

فهرست

مقدمه       ....................       4

تعریف ...........................................   6    تغییر دهنده ی فاز دیجیتال                                                                                       7تغییر دهند ه ی فاز آنالوگ                                                                                       8تغییر دهند ه ی فاز ثابت                                                                                           9تغییر دهند ه ی فاز خطی                                                                                       9المان های تغییر دهنده ی فازی .............................    10خط انتقال                                                                                                   10قطعه ی اکتیو GaAs FET                                                                     13المان های کنترلی تغییر دهنده های فاز  ....................... 15 مواد فریتی 16دیود   PIN                                                                                        18  FET                                                                                                19 مواد فروالکتریک به فرم نوار نازک 20سوئیچ MEMS                                                                                          20برتری تغییر دهنده های فاز MEMS    .....................   21طراحی تغییر دهنده های فازی ......................................    22تغییر دهنده ی فاز با تغییر خط انتقال سیگنال                                        23مفهوم انعکاس در خطوط انتقال                  27تغییر دهنده ی فاز انعکاسی                                                              28تغییر دهنده ی فاز با بارگذاری خط انتقال سیگنال      32تغییر دهنده های فاز توزیع شده MEMS   (DMTL  )           36طراحی آنالوگ DMTL        44طراحی دیجیتال DMTL                                                       45نمونه ساخت   ...................................................        47تغییر دهنده ی فاز گسترده ی 5 بیتی MEMs                                481.1.  طراحی سلول واحد خطی                                                           51 1.2. طراحی سلول واحد با خمیدگی زاویه ی راست                    54نتیجه ..............................................         55

مراجع     ...............................         56  

مقدمه

قبل  از ظهور تغییر دهنده های فاز1 متغیر الکترونیکی در سال 1950  میلادی  ،  تقریبا همه ی تغییر دهنده های فاز در هردو نوع ثابت و متغیر به صورت مکانیکی بوده اند .

 اولین نمایش تجربی  تغییر دهنده های فاز فریتی برای  تجسسگر آرایه ی فازی2    در سال 1950  بوده است  . در نیمه سال 1960  دسته ی مهم دیگری از تغییر دهنده ی فاز که از دیود به عنوان سوئیچ های الکترونیکی برای کنترل تغییر فاز استفاده می کرده اند ،   پا به عرصه گذاشته اند .در خلال سال 1980  چندین نوع دیگر از این قطعات  نیز به ظهور رسیدند  که مهمترین آنها قطعه ی اکتیو GaAs FET   بوده است . با ظهور مدار های مجتمع یکپارچه مایکروویو 3   تغییر دهنده های فاز MMIC  به کارگیرنده ی  المان های کنترل الکترونیکی MESFETs   و Varactor   نیز ساخته شده اند .

مهمترین کاربرد تغییر دهنده های فاز در آنتن های آرایه ی فازی است که در سیستم های ارتباطات راه دور و رادار ها استفاده می شود .

تغییر دهنده های فاز با تلفات ورودی و توان راه اندازی پایین ،  وقابلیت تنظیم پیوسته و هزینه ی ساخت پایین  ، کلید اساسی برای ساخت آرایه های آنتن فاز ی می باشد.این آنتن ها در مقیاس امواج مایکرومتر ومیلیمتر به این دلیل مورد توجه اند که می توان امواج الکترومغناطیسی را بدون حرکت   دادن فیزیکی آنتن  و  با  کنترل  الکترونیکی فاز  سیگنال

………………………………………………………………………………………

Phase shifter    Phase array scanning                        3.   MMIC

جهت داد . یک آرایه ی آنتن از مجموعه ای از المانهای  تشعشع کننده تشکیل می شوند ، که هرکدام هدایت کننده ی موج با  فازی می باشند که  به وسیله ی تغییر دهنده ی فاز تعیین می شود. بنابراین طراحی تغییر دهنده ی فاز کم اتلاف و سبک و کم هزینه برای ساخت این آنتن ها ضروری می باشد.

شکل زیر  اصول کار یک آرایه ی آنتن را بر پایه ی شیفت دهنده های فاز نشان می دهد. جهت پرتو می تواند با توجه به فاصله ی نسبی بین دو عنصر آنتن کنترل شود.

پارامتر هایی نظیر  تطبیق امپدانس مناسب ، قابلیت مدیریت مناسب توان ، توان راه اندازی پایین و سرعت پاسخ دهی بالا پارامترهای مهم در شیفت دهنده ی فاز اند.تا کنون شیفت دهنده های فاز زیادی برای دستیازی به این پارامترها ساخته شده اند. سوئیچها و تغییر دهنده های فاز و دیگر قطعات MEMS  در فرکانسهای     RF و   امواج میلیمتری عملکرد استثنائی از قبیل تلفات داخلی کم و ایزولاسیون بالا و توان راه اندازه پائین ارائه می نمایند.

تعریف

شیفت دهنده ی فاز یک شبکه ی دو دهانه است که در آن اختلاف فاز بین ورودی و خروجی با یک سیگنال کنترلی که معمولا یک  بایاس DC است کنترل می شود.

تغییر دهنده های فاز را به طور کلی می توان به دو صورت تقسیم بندی کرد. در یک تقسیم بندی به قابلیت تولید فاز قطعه  توجه می شود  و به دو نوع دیجیتال و آنالوگ تقسیم می شوند و در نوع دیگر  تقسیم بندی به تغییرات تغییر دهنده ی فاز در مقابل فرکانس توجه می شود که به دو نوع  ثابت و خطی تقسیم بندی می شود که در بخش های زیر شرح داده می شود :

تغییر دهنده ی فاز دیجیتال

شیفت دهنده های فاز دیجیتال  که در آن شیفت فاز می تواند تنها مقادیر گسسته ی از پیش تعیین شده ای نظیر 45°,90°,… را اتخاذ کنند و معمولا با کمک سوییچ ها ساخته می شوند. برای مثال یک شیفت دهنده های فاز سه بیتی بر پایه ی شبکه های تاخیر 45/90/180° بوده و می تواند با توجه به ترکیب بیتهای استفاده شده تاخیر فاز هایی مثل    0,45,90,135,180,225,270,315°   ایجاد کند  تعداد بیت های N   ، تعداد شبکه های تاخیر را معلوم می کند  و این شبکه های تاخیر را به صورت N   بیت  با توجه به ارزش فازی هر شبکه کنار هم قرار می دهیم   و 1 و 0  بودن هر بیت و یا به عبارتی هر شبکه ، یعنی این شبکه فاز تعریفی خود را ایجاد می کند و یا خیر . هر شبکه ی N بیتی  2N  حات فاز را می تواند ایجاد کند که به صورت نشان داده شده در جدول زیر می توان چنین  فاز هایی را بدست آورد :

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود، ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می‌باشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.