Как пин -диоды управляют цепками переключения антенны в связи?

1, Структура и принцип работы диода PIN
Структурные характеристики
Диоды PIN состоит из P - типа, внутреннего полупроводника (I Layer) и N - типа полупроводниковых слоев. Среди них p - тип и n - Полупроводники типа сильно легируют, а слой I - слегка легированный внутренний полупроводник. Эта структура заставляет штифт демонстрирует низкий импеданс при смещении переднего и высокого импеданса при обратном смещении.
Рабочий принцип
При смещении вперед отверстия в области р и электронов в области N вводятся в область I, образуя облако заряда, которое резко снижает сопротивление области I. Диод PIN демонстрирует низкое сопротивление, позволяющее току пройти через; При обратном предвзятости носителей привлекают границу региона I, где практически нет заряда облака, а сопротивление резко возрастает. Диод PIN демонстрирует высокое состояние импеданса, предотвращая прохождение тока.
Характерные преимущества
Пынальные диоды имеют такие преимущества, как высокий импеданс, низкая потеря проводимости, способность быстрого отклика, характеристики переменной емкости, низкий уровень шума, высокая мощность и стабильность температуры, что делает их широко используемыми в таких полях, как радиочастотная связь, сигнальная модуляция, управление мощностью, циклы защиты и датчики.
2, принцип управления контактным диодом в цепи переключения антенны
Основные принципы
Диоды штифтов в основном используются в качестве переключателей в схемах переключения антенны. Управляя напряжением смещения, могут быть достигнуты проводимость и отсечение диода PIN, тем самым контролируя соединение и отключение антенны. Когда контактный диод пережит вперед, он демонстрирует низкий импеданс, а антенна подключена к схеме; Когда контактный диод смещен в обратном направлении, он демонстрирует высокий импеданс и отсоединяет антенну от цепи.
механизм управления
Существуют различные способы управления напряжением смещения диодов PIN, включая использование контрольного напряжения постоянного тока, резисторы с ограничивающим током и удушаемых катушек. Например, в схеме, которая преобразует антенны VHF и UHF, управляющее напряжение 5 В постоянного тока используется в качестве источника питания смещения для контактного диода через коаксиальный кабель, для ограничения резистора, ограничивающего ток, ограничивающий ток, и изготовленная катушка для заземления для заземления.
Переключение производительности
Когда в качестве коммутаторов используются диоды PIN -штифта, они обладают быстрыми возможностями реагирования и могут переключаться между проводящими и отсеченными состояниями в течение короткого периода времени. В то же время, его низкий импеданс при смещении переднего и высокого импеданса при смещении обратного, заставляет цепь переключения антенны имеет характеристики низкой потери вставки и высокой изоляции. Например, в модуле коммутатора антенны мобильного телефона четыре контактные диоды часто используются для создания одной структуры с двумя полюсами. Переключив напряжение смещения, антенна может переключаться между GPS и клеточными полосами частот, с выделением более 30 дБ и потерей вилки, контролируемых в пределах 0,5 дБ.
3, Приложение корпус диода в цепи переключения антенны
Схема переключения антенны VHF/UHF
В определенной цепи переключения антенны VHF/UHF проводимость и отсечение диодов PIN D1 и D2 управляют переключением антенны. Когда к контактному диоду применяется напряжение управления 5 В постоянного тока, через коаксиальный кабель, резистор ограничивающего тока ограничивает ток, а катушка дросселя предотвращает заземление радиочастотного сигнала. Когда диод проводится, соответствующая антенна подключена к цепи; Когда диод выключен, соответствующая антенна и схема отключены. Этот тип схемы имеет простую структуру и стабильную производительность и широко используется в устройствах беспроводной связи.
Выбор антенны в много антенных системах
В нескольких антенных системах можно использовать диоды PIN для достижения динамического выбора антенны. Например, в системах LTE и 5G NR технология переключения антенны (TAS) может повысить производительность и эффективность передачи. В передаче конца используется алгоритм выбора антенны для выбора оптимальной антенны для передачи данных на основе обратной связи с информацией о состоянии канала (CSI) из приемного конца. Диод PIN служит переключателем для управления соединением и отключением соответствующей антенны на основе результатов выбора, тем самым достигая динамической выбора антенны.
Фактический эффект приложения
В практических приложениях цепь переключения антенны с диодом значительно улучшает производительность систем связи. Например, на базовых станциях беспроводной связи используются диоды контактов для передачи антенны и переключения приема, регулировки выхода мощности и контроля ослабления сигналов. В системах антенн MIMO выключающие диодные переключатели контролируют передачу и прием сигналов антенных каналов, достижение пространственного разнообразия и формирования луча, а также повышение эффективности передачи и диапазона покрытия базовых станций. В то же время быстрое переключение характеристик диодов PIN также соответствуют требованиям высокой связи- скорости и снижают частоту ошибок бита.
4, Проектирование и оптимизация схемы переключения антенны диодного диода
конструкция схемы
При проектировании схемы переключения антенны диодного диода необходимо учитывать несколько факторов, включая выбор диодов PIN, метод управления напряжением смещения, а также компоновку и проводку цепи. При выборе соответствующая модель диода PIN должна быть выбрана на основе конкретных требований применения, учитывая такие параметры, как прямое напряжение, номинальное напряжение и максимальный обратный ток. Метод управления напряжением смещения должен быть стабильным и надежным и способным удовлетворить требования быстрого переключения. Расположение и проводка цепь должны быть как можно больше, чтобы избежать подъема помех.
Оптимизация производительности
Чтобы оптимизировать производительность схемы переключения антенны диодного диода, могут быть приняты различные меры. Например, использование нескольких диодов контактов параллельно для снижения эквивалентного сопротивления и улучшения проводимости цепи; Параллельные конденсаторы подключены на обоих концах диода PIN, чтобы улучшить характеристики частотной характеристики характеристик; Оптимизируйте алгоритм управления напряжением смещения для повышения точности и эффективности выбора антенны.
Проблемы и решения в практических приложениях
В практических приложениях схемы переключения антенны с диодом могут столкнуться с некоторыми проблемами, такими как потеря характеристик переключения диодов на высоких частотах, высокое напряжение вождения и недостаточное количество сроков службы. Соответствующие решения могут быть приняты для решения этих вопросов. Например, в высокочастотном диапазоне можно рассмотреть переключатели MEMS для замены диодов штифтов; Уменьшить напряжение вождения путем оптимизации конструкции схемы; Принятие высоких - качественных диодов и разумных мер рассеяния тепла, чтобы продлить срок службы.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd__mbembese