فردین فرجی - Electrical Department, Electronic Engineering Faculty Iran University of Science and Technology
جواد یاوند حسنی - Electrical Department, Electronic Engineering Faculty Iran University of Science and Technology

کلیدهای تک وردی-دو خروجی در سیستم­های بی­سیم، نظیر وایمکس به عنوان داپلکسر بکار می­روند و تغییر از حالت ارسال به حالت دریافت  و برعکس را انجام می دهند. در کلیدهای تک ورودی- دو خروجی ریزموج، می­توان از پین دیودها یا ترانزیستورهای اثر میدانی برای کلیدزنی استفاده نمود. اما دیودهای پین قابلیت کنترل توان بیش تری را دارند و برای کاربرد به عنوان داپلکسر مناسب هستند. تلفات عبورکم، جداسازی بالا و سرعت کلیدزنی از مسائل اصلی در طراحی کلید­ها است. به­طورکلی، برای کاربردهای بالاتر از ۳ گیگاهرتز، دست­یابی به جداسازی بالای ۳۰ دسی­بل کار بسیار دشواری است، زیرا ساختار کلید تک ورودی-دو خروجی معمولی نمی­تواند مشکل ضریب خودالقایی انگلی بزرگ ناشی از بسته­بندی را در بسامدهای بالا حل کند. در این مقاله، برای حل مشکل فوق ساختار جدیدی ارائه می گردد که در آن از یک تشدیدکننده ریزنوار موازی با دیود پین استفاده شده است. این تشدیدکننده، به همراه یک تشدیدکننده ریزنوار سری اثر سلفی ناشی از بسته بندی دیود را در حالت روشن بودن دیود و اثر خازنی ذاتی دیود را در حالت خاموش بودن آن از بین می برد و به این ترتیب باعث افزایش جداسازی می شود. به علاوه، در طرح پیشنهادی هیچ یک از دیودها در مسیر سیگنال قرار ندارند و به همین دلیل، تلفات عبوری بسیار پایین است. در طراحی کلید پیشنهادی از پین­دیود با شماره قطعه ۱۳۴۰SMP استفاده شده­است که سرعت کلیدزنی بسیار بالایی دارد. همچنین این پین­دیود نسبت به دیگر پین­دیودها از خازن پیوند و مقاومت هدایتی کوچک­تری برخوردار است. با استفاده از تحلیل ریاضی عملکرد کلید،    روابط ریاضی طراحی به دست آمده است و جهت اثبات صحت تحلیل و عملکرد طرح پیشنهادی، کلید طراحی شده در نرم افزار ADS شبیه­سازی شده­است. این شبیه سازی ابتدا بصورت شماتیک و سپس خطوط انتقال بصورت چیدمان بر روی زیرلایه و با استفاده از قابلیت EM_Cosim نرم افزار ADS انجام شده است. نتایج شبیه سازی، جداسازی بیش از ۵۰ دسی­بل و تلفات عبور کمتر از ۲/۰ دسی­بل را فقط با استفاده از چهار عدد دیود پین نشان می­دهد.

Microwave switch, SPDT, PIN diode, Transmission line resonator, Duplexer, کلید ریزموج, پین دیود, کلید تک ورودی- دو خروجی, تشدیدکننده خط انتقال, داپلکسر