Kako v komunikaciji nadzorujejo preklopne vezje antene za pin?

1, struktura in delovno načelo diode PIN
Strukturne značilnosti
Pin diode so sestavljene iz tipa p -, notranjega polprevodnika (i sloj) in n - tipa polprevodniških slojev. Med njimi sta tipa P - in n - Vrsta polprevodnikov so močno dopirana, medtem ko je I plast rahlo dopiran notranji polprevodnik. Zaradi te strukture je dioda PIN nizko impedanco, kadar je naprej pristranska in visoka impedanca, ko je vzvratna pristranska.
Delovno načelo
Kadar so pristranski naprej, se luknje v regiji P in elektroni v regiji N vbrizgajo v regijo I, kar tvori oblak naboja, ki močno zmanjša odpornost regije I. Dioda PIN ima stanje nizke impedance, ki omogoča, da tok prehaja skozi; Ko je vzvratno pristransko, nosilce privlači mejo regije I, kjer skoraj ni oblaka naboja in odpornost se dramatično poveča. Dioda PIN ima visoko impedanco in preprečuje, da bi tok prešel skozi.
Značilne prednosti
Pin diode imajo prednosti, kot so visoka impedanca, nizka izguba prevodnosti, zmogljivost hitrega odziva, značilnosti spremenljive kapacitivnosti, nizka hrup, zmogljivost visoke moči in temperaturna stabilnost, zaradi česar se široko uporabljajo na področjih, kot so komunikacija RF, modulacija signala, nadzor moči, zaščitna vezja in senzorji.
2, Načelo kontrolnega načela diode PIN v stikalnem vezju antene
Osnovna načela
Pin diode se uporabljajo predvsem kot stikala v antenskih stikalnih vezjih. Z nadzorovanjem napetosti pristranskosti lahko dosežemo prevodnost in odrez diode PIN, s čimer se nadzira povezava in odklop antene. Ko je dioda PIN naprej pristranska, ima nizko impedanco in antena je povezana s tokokrogom; Ko je zatič dioda obrnjena pristranska, ima visoko impedanco in odklopi anteno iz vezja.
nadzorni mehanizem
Obstajajo različni načini za nadzor nad napetosti pristranskosti diod zatiča, vključno z uporabo DC krmilne napetosti, uporov, ki omejujejo tok, in tuljave. Na primer, v vezju, ki pretvori antene VHF in UHF, se krmilna napetost 5V DC uporablja kot napajanje pristranskosti za diodo PIN skozi koaksialni kabel, za omejevanje toka se uporablja tok, ki omejuje tok, in tuljava izničenega je iz emajlirane bakrene žične rane na feritskem jedru, da se prepreči radijsko signal.
Preklapljanje zmogljivosti
Kadar se kot stikala uporabljajo diode PIN, imajo zmožnosti hitrega odziva in lahko v kratkem času preklopijo med prevodnimi in izklopnimi stanji. Hkrati ima njegova nizka impedanca, ko je pristranskost naprej in visoka impedanca, ko vzvratno pristranskost naredi stikalno vezje antene značilnosti nizke izgube vstavitve in visoke izolacije. Na primer, v modulu za stikalo za mobilni telefon se pogosto uporabljajo štiri zatične diode za izdelavo enojne konstrukcije z dvojnim metanjem. S preklopom napetosti pristranskosti lahko antena preklopi med GPS in celično frekvenčno pasovo, z izolacijo, večjo od 30 dB, in izgubo vtika, krmiljeno znotraj 0,5 dB.
3, Primer aplikacije PIN Diode v stikalnem vezju antene
VHF/UHF antenska stikalna vezje
V specifičnem preklopnem vezju VHF/UHF antena prevodnost in odrez diod D1 in D2 nadzorujeta stikalo antene. Ko se za koaksialni kabel nanese krmilna napetost 5V DC, ki se uporablja za diodo PIN, tok omejevalni upor omeji tok in dušilna tuljava prepreči, da bi signal RF ozemljil. Ko se dioda izvaja, je ustrezna antena povezana s vezjem; Ko je dioda izklopljena, se ustrezna antena in vezje odklopi. Ta vrsta vezja ima preprosto strukturo in stabilno zmogljivost in se pogosto uporablja v brezžičnih komunikacijskih napravah.
Izbira antene v več antenskih sistemih
V več antenskih sistemih se lahko za doseganje dinamične antene uporabijo diode PIN. Na primer, v sistemih LTE in 5G NR lahko tehnologija preklopa antene (TAS) izboljša delovanje in učinkovitost prenosa. Konec oddajanja uporablja algoritem za izbiro antene za izbiro optimalne antene za prenos podatkov, ki temelji na povratnih informacijah o stanju kanala (CSI) s konca sprejema. Dioda PIN služi kot stikalo za nadzor povezave in odklopa ustrezne antene na podlagi rezultata izbire in s tem doseže dinamično izbiro antene.
Dejanski učinek aplikacije
V praktičnih aplikacijah stikalno vezje za pin diode znatno izboljša delovanje komunikacijskih sistemov. Na primer, v brezžičnih komunikacijskih osnovnih postajah se za prenos antene in sprejemno stikalo, ki se ujema z izhodom, in nastavitve signala, in nadzor slabljenja signala. V sistemih MIMO antene stikala za pin nadzorujejo prenos in sprejem signalov antenskih kanalov, dosegajo prostorsko raznolikost in oblikovanje snopa ter izboljšanje učinkovitosti prenosa in pokritosti osnovnih postaj. Hkrati hitre preklopne značilnosti diod PIN izpolnjujejo tudi zahteve visoke - hitrostne komunikacije in zmanjšajo hitrost napake bitja.
4, Oblikovanje in optimizacija stikalnega vezja antene za pin diode
Oblikovanje vezja
Pri oblikovanju stikalnega vezja za pin diode je treba upoštevati več dejavnikov, vključno z izbiro pin diod, kontrolnim načinom napetosti pristranskosti ter postavitvijo in ožičenjem vezja. Pri izbiri je treba izbrati ustrezen model diode PIN na podlagi posebnih zahtev uporabe ob upoštevanju parametrov, kot so napetost naprej, nazivna napetost in največji povratni tok. Krmilni način napetosti pristranskosti mora biti stabilen in zanesljiv ter sposoben izpolnjevati zahteve hitrega preklopa. Postavitev in ožičenje vezja je treba čim bolj skrajšati, da se izognemo motenju.
Optimizacija uspešnosti
Za optimizacijo zmogljivosti stikalnega vezja PIN diode antene je mogoče sprejeti različne ukrepe. Na primer, vzporedno z uporabo več pin diod za zmanjšanje enakovredne odpornosti in izboljšanje prevodnosti vezja; Vzporedni kondenzatorji so priključeni na obeh koncih diode PIN za izboljšanje značilnosti frekvenčnega odziva; Optimizirajte krmilni algoritem napetosti pristranskosti, da izboljšate natančnost in učinkovitost izbire antene.
Izzivi in ​​rešitve v praktičnih aplikacijah
V praktičnih aplikacijah se lahko stikalna vezja za pin diode antena sooči z nekaterimi izzivi, kot so izguba značilnosti stikala za pin diode pri visokih frekvencah, visoka gonilna napetost in nezadostna življenjska doba. Za reševanje teh vprašanj je mogoče sprejeti ustrezne rešitve. Na primer, v visokofrekvenčnem območju se lahko šteje, da stikala MEMS nadomestijo diode PIN; Zmanjšajte vozno napetost z optimizacijo zasnove vezja; Sprejetje visokih - kakovostnih diod in razumnih ukrepov za odvajanje toplote za podaljšanje življenjske dobe.
https://www.trrsemimicon.com/diode/smd {2 {2} }diode/schottky {3}Diode {4}mbr0540w.html