Столкнулись с проблемой приобретения отечественого миниатюрного вентиля на 800 МГц с 5-ой приемкой, ростовские и питерские производители не делают на этот диапазон. Подскажите пожалуйста какие есть альтернативные способы обепечения развязки между каскадами ?

А согласовывать не пробовали?

А чем вас воронежские производители не устраивают? На этот диапазон, правда, о миниатюрности вентилей говорить не приходится:
http://www.ferrit.vrn.ru./svh/ventils.html

А как по вашему возможно еще обеспечить развязку между каскадами, при этом чтобы они не возбуждались в широком температурном диапазоне ? Если я вас правильно понял.


Такими вентилями только слонов давить :-) Большие они однако !

Я может тоже не очень хорошо вас понял. Но если каскад хорошо согласован по входу, то от входа ничего не отражается и мы обеспечиваем развзяку. Задача - выбрать хорошую межкаскадную СЦ, чтобы было хорошее согласование. У вас другой случай?

Кстати говоря, сам по себе вентиль не обязательно гарантирует устойчивости усилителя, поскольку он достаточно узкополосен, а паразитные колебания могут возникнуть как в области низких, так и более высоких частот. Поэтому, как тут правильно заметили, первым делом надо правильно выбрать согласующую цепь (так же проконтролировать выбор элементов цепей смещения), которая бы не только хорошо согласовывала в рабочем диапазоне, но и обеспечивала бы стабильность работы как усилительного каскада, так и усилителя в целом.

На счет узкополостности вентиля не согласен. К примеру ФПВН2-4А, ну и тому подобные. Военная техника достаточно специфичная, требует гарантированной работы при воздействии большого количества дестабилизирующих факторов, вплоть до радиации. Параметры АЭ со временем меняются... А по выходу вентиль ПРД он просто необходим для развязки от нагрузки, параметры которой довольно нестабильны.

Нестабильность цепи зависит не только от нагрузки, а в основном определяeтся цепями связи, поскольку при их неправильном построении вы можете получить паразитные автогенераторы (даже в присутствии вентиля). Причем это может возникнуть как на высоких, так и низких частотах. Если цепь спроектирована правильно, то вариации параметров в температуре или питания, или та же радиация, не должны влиять на устойчивость. Вентиль на выходе чаще всего нужен при передаче сигналов с высокой линейностью, как-то телевизионные или сотовой телефонии 3-го поколения. Хотя и там в некоторой степени можно это обойти посредством использования, например, балансных схем. Вентиль целесообразен на более высоких диапазонах, например, сантиметровых, в многокаскадных усилительных трактах, когда нельзя использовать диссипативные цепи ввиду отсутствия запаса по усилению у транзистора, чтобы предотвратить самовозбуждение на рабочих частотах. Но современные транзисторы (я не имею ввиду отечественные), как правило, позволяют решить все вопросы и без вентиля. Даже если нагрузка сильно меняется и пик-фактор напряжения может быть очень большой при хх по выходу, например. Ведь вентиль - это и дополнительные потери мощности также, как и цена продукции. Конечно, ситуации бывают разными, но на 800 МГц, мне кажется, можно обойтись и без вентиля, тем более в качестве развязки между каскадами.

Тут всё зависит от того, что за каскады окружают вентиль. Кроме согласования, вентиль обеспечивает ещё и межкаскадную развязку. Пассивные согласующие цепи похвастаться этим не могут, вследствии "взаимности".

Взаимные-то они взаимные, ну так для того и писаны десятки книг как обеспечить стабильность многокаскадного усилителя посредством профессионального подхода к выбору схем согласования и смещения транзистора. Тем более, что цепи согласования могут быть как чисто пассивные, так и диссипативные. Я, честно говоря, ни сам никогда не использовал в силу ненадобности, и ни разу не видел, чтобы кто-нибудь применял вентили в таком аспекте. Хотя, однажды помнится, давно правда это было, пробовал в телевизионных усилителях большой мощности дециметрового диапазона, где общее усиление было больше 50 дБ и усилители работали в классе А, но ни к чему хорошему это все равно не привело. На выходе - да, используются, например, в старых сотовых телефонах, но сейчас уже ушли от них из-за габаритов и стоимости.

Дело не в габаритах, и не в стоимости. В старых сотовых телефонах вентили, а вернее их собратья - циркуляторы, использовались для развязки приемника и передатчика, при работе на одну антенну. Потом появились малогабаритные дуплексеры на коаксиальных керамических, либо спиральных резонаторах. В нынешних мобильниках дуплекс временной, а вентили, циркуляторы остались только в оборудовании базовых станций. Циркуляторы там, кстати, часто используют в качестве направленных ответвителей.
Книжек конечно много написано, но дело не только в стабильности, устойчивости. Когда мощный выходной усилитель подключен к антенне, то с антенны, при отсутствии вентиля, в коллекторную, либо стоковую, цепь много чего лезет из близлежащего пространства. Если уровни этих пролазов достаточно велики, а это весьма часто наблюдается, то полезный сигнал "страдает" неимоверно. К сожалению, ни в одной книжке не написано, как решить эту проблему без вентиля.

Мож тут что подберете:
http://www.ferrite-domen.com/

Вы не правы, именно в габаритах и стоимости, поскольку конкуренция очень серьезная и выживают на этом мобильном рынке немногие, и кто предложит наиболее дешевое и эффективное решение. Я, собственно говоря, к этому имел непосредственное отношение еще совсем недавно. И вентили использовали не потому, что работает на одну антенну, уже давно для этого существуют дуплексеры на SAW (ПАВ) фильтрах для нижнего диапазона, и FBAR сначала, а сейчас BAW фильтрах для верхнего диапазона, а затем, чтобы защитить параметры по линейности, когда нужно обеспечить для WCDMA сигнала -33 dBc ACLR, поскольку вариации нагрузки могут быть существенными (UMTS стандарт подразумевает одновременный прием и передачу). Сейчас для этого используются балансные схемы. Вентили, вернее циркуляторы, в современных базовых станциях именно и нужны, чтобы принимать на одну антенну, а уже в проектируемых активных антенных решетках, которые идут им на замену и которые могут существенно повысить эффективность базовых станций, их нет, и достаточно дуплексеров. Какие уж там мощности могут лезть с антенны в передающий тракт по сравнению с уровнем передаваемым сигналом, очевидно даже меньше уровня гармоник и spurious, и тем более влиять на in-band характеристики передаваемого сигнала, там куда больше проблем, связанных с нелинейностью самого передающего тракта, чтобы обеспечить, например, требования EVM.

А какой смысл использовать АФАР в базовых станциях? Энергетический потенциал современного оборудования, с использованием пассивных антенных полотен запитанных при помощи деления сигнала с применением дешёвых реактивных делителей мощности, вполне достаточен для обеспечения устойчивой связи в пределах соты. Формировать быстроперестраиваемую диаграмму с несколькими лучами различной формы, как в милитари приложениях, тоже не требуется. Выигрыш в кпд максимум на десять процентов также не прельщает - это ведь не бортовое оборудование. Надежность? И это не такая уж и проблема - выходная мощность передатчиков на уровне двух-трёх сотен ВАтт, не килоВАтт-ы, как в радарах.

Наличие АФАРов в базовых станциях позволяет поднять ее эффективность в нескольких аспектах. Во-первых, в свете стандартов нового поколения, расширяющих функциональные возможности системы и поддерживающих MIMO. Во-вторых, с точки зрения КПД, поскольку при передаче от усилителя мощности к антенне по длинному кабелю теряется около половины мощности. А так, все мощное усиление будет обеспечиваться непосредственно в антенных модулях. Конечно, появляются определенные проблемы, линейность нужна выше на 10 дБ, чем в сотовых телефонах, но в принципе по сути радиотракт будет похожим, как и сопоставимы выходные мощности на каждый модуль из восьми. В реальности, конечно, КПД будет не в 2 раза выше, но все же может быть вполне существенно выше. А сейчас ведь идет серьезная борьба за снижение потребления на всех уровнях.

Кроме линейности там ещё много проблем, например фазировка сигналов на выходах модулей. Активные элементы, в отличие от пассивных, не обладают ни долговременной, ни кратковременной фазовой стабильностью, поэтому приходится принимать определенные меры и всё это выливается в аппаратные затраты и более высокую стоимость. То же самое и с питанием. Приходится тащить многоамперные токи на антенные модули. Потери в длинных проводах по постоянному току также не способствуют рекламируемому вами энергосбережению.
Может оно и конечно замечательно, и для МИМО полезно в перспективе. Хотя в перспективе, а судя и по нынешнему состоянию дел в Азии уже сегодня, все усилия производителей сосредоточены на сетях мобильной связи с расширенной полосой частот - 600...2500МГц. Реализовать базовую станцию с антенной системой для такой полосы частот в классическом исполнении достаточно несложно, а вот с АФАР тут честно говоря перспективы никакой не просматривается.

Ну зачем же тащить многоамперные постоянные токи, все это можно и по переменному току. Да и не такие уж многоамперные токи, если КПД усилителей планируется не менее 40%, а общая мощность АФАРов на одной мачте порядка 3х2х20 Вт в режиме передачи WCDMA сигнала. К тому же, планируется также ее менять в зависимости от времени суток. Я же не зря упоминал про сотовые телефоны, поскольку функционально они будут похожими, плюс сейчас уже отработаны цифровые методы линеаризации как в виде предыскажений, так и по цепи обратной связи, и в температуре. Большой точности не надо при ограниченном сканировании, где-то порядка 10 градусов между модулями. Общий трансивер может быть реализован в едином СМОS технологическом процессе с одним гетеродином, так что особой синхронизации не потребуется. Тут ведь дело такое, надо предвидеть развитие ситуации, а не просматривать ситуациию по состоянию на сегодняшний день. Каких-то неразрешимых проблем, вообще-то говоря, пока не видно. Ну и потом, разве Азия законодатель мод в этом деле? Кстати, Vodafonе серьезно интересуется этим делом. И почему, собственно говоря, с АФАРами нельзя обеспечить расширенный диапазон частот?

А какой тогда смысл в применении АФАР, при таком малом угле сканирования? Зачем они вообще тогда нужны? При таком малом разносе по фазе невозможно создать ни адаптивную ДН, ни многолучевое покрытие.


Да по тем же самым причинам, что и с обычными ФАР. Законы физики там тесно связаны с законами геометрии.
Размеры излучающих элементов решётки определяются длиной волны нижнего края диапазона, а расстояние между элементами - длиной волны верхнего. Чтобы обеспечить оптимальную диаграмму на верхних частотах, приходится сближать излучающие элементы на расстояние не более 1/2 лямбда-верхн., но при этом катастрофически падает развязка между элементами в середине и в низу диапазона, там разваливаетя диаграмма и падает КСВН, плюс поляризационные искажения.

Так каждая антенна действует в своем секторе, их ведь три на мачту, то есть в пределах 120 градусов по горизонтали. И по вертикали сканирование только относительно наземных абонентов в пределах соты. К тому же, количество антенных модулей может быть увеличено, в зависимости от уровня сетей MIMO, которые отнюдь не абстрактная выдумка, а будущая реальность.


Никто не собирается опровергать законы физики, они для того и нужны, чтобы их использовать. И никто не утверждает, что все будет делаться на основе имеющихся систем. Антенная система может быть многоэлементная, рассчитанная на расширенный диапазон частот, где разные элементы отвечают за разные диапазоны частот. Впрочем, я не специалист по антеннам, но насколько мне известно, проработка таких систем действительно имеет место. Когда-то и кпд усилителей базовых станций было небольшим (порядка 10%), чтобы обеспечить линейность, но с уже имеющимися технологиями линеаризации и линейность может быть обеспечена, и кпд вырасти до 40% и более. Сомнение, конечно, это движитель прогресса, но при этом надо что-то делать, чтобы понять в какую сторону этот прогресс можно обеспечить с учетом имеющихся и появляющихся новых технологий и возможностей. К тому же перекрывать надо не весь частотный диапазон, а только конкретные участки, в дополнение к имеющимся 800/900 и 1800/1900/2100 МГц.

кпд до 40%, с хорошей линейностью, конечно уже почти реальность для усилителей мощности в сотовой связи, но это только в узкой полосе - порядка несколько десятков МГц. Чтобы перекрыть весь расширенный диапазон похоже потребуется также несколько десятков усилителей и неменьшее количество панелей антенн, плюс куча дуплексеров, целый лес делителей и сумматоров и пр. Всё-таки без широкополосных(хотя-бы 50% от цетральной частоты) усилителей не обойтись. Тут конечно идея с АФАР на маломощных передающих модулях на нитриде галлия очень неплохо смотрится, основная проблема только - оптимально согласовать выходной транзистор, чтобы получить высокий кпд в широкой полосе частот.
Кстати! Без циркулятора на антенном входе приемопередающего модуля всё-таки не обойтись, плюс дорогие пока новомодные транзисторы, так-что дешевая АФАР никак не получится, по крайней мере в ближайшее время.

Вы совершенно правы, что возможно несколько усилителей и дуплексеров, чтобы перекрыть широкий диапазон, и похоже, что это единственный путь. Самое интересное, что именно так сейчас и подходят к проектированию мультистандартных сотовых телефонов, сам к этому руку приложил. И главная причина - это дуплексеры, которые трудно развязать, особенно на верхнем диапазоне, поскольку у тех же переключателей на p-i-n диодах развязка обычно хуже 15 дБ, что не дает возможности удовлетворить требования по шумам в полосе приемника. Плюс разные выходные мощности для GSM и WCDMA. А насчет широкополосного согласования, то это не такая уж и проблема, например, использования широкополосного класса Е по методу реактансной компенсации, что позволяет получать высокий КПД вплоть до октавы, по крайней мере на более низком диапазоне точно. А с GaN HEMT, пожалуй, и в высоком, как имеющем малую выходную емкость, пока правда еще руки не дошли. В активных антенных решетках вроде бы нет особой необходимости в циркуляторах, дуплексеры исправно делают эту работу (или разные антенны), все же не сантиметровый и миллиметровый диапазоны. Кстати, в миллиметровом автомобильном радаре используется кольцевой делитель при одной антенне для развязки каналов приемника и передатчика, но там требования, правда, не столь серьезны. Что касается цены, то вы опять правы, но не забывайте, что это новое качество, а оно всегда дороже, особенно поначалу. Другое дело, как клиенты это воспринимают, например, еще в конце 90-х были большие ожидания немедленного внедрения сетей WCDMA, но не тут-то было, и это был большой удар по телекоммуникационной индустрии в начале нового века, и тогда прошли серьезные сокращения.