Kaip kaiščio diodai kontroliuoja antenos perjungimo grandines ryšyje?

1, PIN diodo struktūra ir darbo principas
Struktūrinės charakteristikos
PIN diodus sudaro p - tipo, vidinio puslaidininkio (I sluoksnio) ir n - tipo puslaidininkių sluoksniai. Tarp jų p - tipas ir n - tipo puslaidininkiai yra smarkiai suplanuoti, o I sluoksnis yra lengvai suplanuotas vidinis puslaidininkis. Dėl šios struktūros kaiščio diodas turi mažą varžą, kai į priekį nukreipta į priekį ir didelę varžą, kai atvirkščiai.
Darbo principas
Kai į priekį nukreipta į priekį, skylės P srityje ir N regiono elektronai įšvirkščiamos į I sritį, sudarant krūvio debesį, kuris smarkiai sumažina I regiono atsparumą. PIN diodas pasižymi mažos varžos būsenomis, leidžiančiomis praeiti srovę; Kai atvirkštinis šališkas, nešiklius traukia I regiono riba, kur beveik nėra įkrovos debesies, o pasipriešinimas smarkiai padidėja. PIN diodas pasižymi didele varža, neleidžianti srovei praeiti.
Būdingi pranašumai
PIN diodai turi privalumų, tokių kaip didelė varža, mažas laidumo praradimas, greito atsako galimybės, kintamos talpos charakteristikos, mažas triukšmas, didelė galios talpa ir temperatūros stabilumas, dėl kurio jie plačiai naudojami tokiose srityse kaip RF ryšys, signalo moduliavimas, galios valdymas, apsaugos grandinės ir jutikliai.
2, kaiščio diodo valdymo principas antenos perjungimo grandinėje
Pagrindiniai principai
PIN diodai daugiausia naudojami kaip jungikliai antenos perjungimo grandinėse. Kontroliuojant jo šališkumo įtampą, galima pasiekti kaiščio diodo laidumą ir ribą, taip kontroliuojant antenos jungtį ir atjungimą. Kai kaiščio diodas yra nukreiptas į priekį, jis pasižymi maža varža, o antena yra sujungta su grandine; Kai kaiščio diodas yra atvirkštinis, jis pasižymi didele varža ir atjungia anteną nuo grandinės.
Kontrolės mechanizmas
Yra įvairių būdų, kaip kontroliuoti PIN diodų šališkumo įtampą, įskaitant nuolatinės srovės valdymo įtampos naudojimą, srovės ribojančius rezistorius ir droselio ritinius. Pavyzdžiui, grandinėje, kuri konvertuoja VHF ir UHF antenas, 5 V nuolatinės srovės valdymo įtampa naudojama kaip šališkumo maitinimo šaltinis kaiščio diodui per koaksialinį laidą, srovės ribinis rezistorius naudojamas norint apriboti srovę, o droselio ritė yra pagaminta iš emilizuotos vario vielos žaizdos ant ferito šerdies, kad būtų užkirstas kelias radijo signalui.
Perjungimo našumas
Kai kaiščių diodai naudojami kaip jungikliai, jie turi greitą atsakymo galimybes ir per trumpą laiką gali perjungti tarp laidų ir ribinių būsenų. Tuo pačiu metu maža jo varža, kai į priekį nukreipta ir didelė varža, kai atvirkštinis poslinkis priverčia antenos perjungimo grandinę pasižymi mažo įterpimo nuostolių ir didelės izoliacijos savybėmis. Pavyzdžiui, mobiliojo telefono antenos jungiklio modulyje keturių kaiščių diodai dažnai naudojami norint sukurti vieno stulpo dvigubo metimo struktūrą. Perjungdama šališkumo įtampą, antena gali perjungti GPS ir ląstelių dažnių juostas, kurių izoliacija didesnė nei 30 dB, o kištuko nuostolis, kontroliuojamas 0,5 dB.
3, PIN DIODO ANTNA ANTNA perjungimo grandinės taikymo atvejis
VHF/UHF antenos perjungimo grandinė
Konkrečioje VHF/UHF antenos perjungimo grandinėje metu D1 ir D2 kaiščių diodų laidumas ir ribojimas kontroliuoja antenos perjungimą. Kai PIN diode per koaksialinį laidą pritaikoma 5 V nuolatinės srovės valdymo įtampa, dabartinis ribojantis rezistorius riboja srovę, o droselio ritė neleidžia RF signalui įžeminti. Kai leidžiasi diodas, atitinkama antena yra prijungta prie grandinės; Kai diodas išjungtas, atitinkama antena ir grandinė atjungta. Šio tipo grandinės turi paprastą struktūrą ir stabilų našumą ir yra plačiai naudojama belaidžio ryšio įrenginiuose.
Antenos pasirinkimas kelių antenų sistemose
Kelių antenų sistemose PIN diodai gali būti naudojami dinaminei antenos pasirinkimui pasiekti. Pavyzdžiui, LTE ir 5G NR sistemose antenos perjungimo technologija (TAS) gali pagerinti transmisijos našumą ir efektyvumą. Siuntimo galas naudoja antenos pasirinkimo algoritmą, kad pasirinktų optimalią anteną duomenų perdavimui, remiantis kanalo būsenos informacijos (CSI) atsiliepimais iš gavimo galo. PIN diodas yra jungiklis, skirtas valdyti atitinkamos antenos ryšį ir atjungimą, remiantis atrankos rezultatu, taip pasiekiant dinaminės antenos pasirinkimą.
Faktinis taikymo efektas
Praktiniuose pritaikymuose PIN diodų antenos perjungimo grandinė žymiai pagerina ryšių sistemų našumą. Pvz., Belaidžio ryšio bazinėse stotyse PIN diodai naudojami antenos perdavimo ir priėmimo perjungimui, galios stiprintuvo išėjimo atitikimo reguliavimui ir signalo silpnėjimo valdymui. MIMO antenų sistemose PIN diodų jungikliai kontroliuoja antenos kanalų signalų perdavimą ir priėmimą, pasiekia erdvinės įvairovės ir spinduliuotės formavimą bei pagerina perdavimo efektyvumą ir bazinių stočių perdavimo efektyvumą ir aprėpties diapazoną. Tuo pačiu metu greito PIN diodų perjungimo charakteristikos taip pat atitinka aukštų - greičio ryšio reikalavimus ir sumažina bitų klaidų lygį.
4, PIN diodų antenos perjungimo grandinės projektavimas ir optimizavimas
grandinės dizainas
Projektuojant kaiščio diodo antenos perjungimo grandinę, reikia atsižvelgti į kelis veiksnius, įskaitant kaiščių diodų pasirinkimą, valdymo būdą įtampos šališkumui ir grandinės išdėstymą bei laidus. Pasirinkus reikėtų pasirinkti tinkamą PIN diodo modelį, atsižvelgiant į konkrečius taikymo reikalavimus, atsižvelgiant į parametrus, tokius kaip priekinės įtampos, vardinės įtampos ir maksimalios atvirkštinės srovės. Kontrolės įtampos valdymo metodas turėtų būti stabilus ir patikimas bei sugebėti atitikti greito perjungimo reikalavimus. Grandinės išdėstymas ir laidai turėtų būti kiek įmanoma sutrumpinti, kad būtų išvengta trikdžių.
Našumo optimizavimas
Norint optimizuoti PIN diodo antenos perjungimo grandinės veikimą, galima imtis įvairių priemonių. Pvz., Naudojant kelis PIN diodus lygiagrečiai, kad sumažintumėte lygiavertį pasipriešinimą ir pagerintumėte grandinės laidumą; Paraleliniai kondensatoriai yra sujungti abiejuose PIN diodo galuose, kad pagerintų dažnio atsako charakteristikas; Optimizuokite šališkumo įtampos valdymo algoritmą, kad pagerintumėte antenos pasirinkimo tikslumą ir efektyvumą.
Iššūkiai ir sprendimai praktiniuose pritaikymuose
Praktinėje pritaikyme PIN diodų antenos perjungimo grandinės gali susidurti su tam tikrais iššūkiais, tokiais kaip PIN diodų perjungimo charakteristikų praradimas aukštais dažniais, aukšta vairavimo įtampa ir nepakankama gyvenimo trukmė. Atitinkamiems sprendimams gali būti imamasi siekiant išspręsti šias problemas. Pvz., Aukšto dažnio diapazone MEMS jungikliai gali būti laikomi keičiant kaiščių diodus; Sumažinkite vairavimo įtampą optimizuodami grandinės projektą; Aukštos - kokybės PIN diodų ir pagrįstų šilumos išsklaidymo priemonių, siekiant pratęsti jų tarnavimo laiką.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd [{2}diode/schottky [{3}diode{ [4}mbr0540w.html