Управление транзисторными ключами в усилителях радиостанций АЗН-В режима 4
https://doi.org/10.51955/2312-1327-2025-1-46
Аннотация
Построение высокоэффективных средств связи, наблюдения и навигации с применением ключевых усилителей мощности (КУМ) требует пересмотра традиционных подходов к схемотехнике радиопередающих устройств. Параметры физического уровня систем автоматического зависимого наблюдения-вещания (АЗН-В) с использованием линий передачи данных режима 4 (ЛПД режима 4) теоретически позволяют использовать КУМ в составе своих передатчиков. Особенно важную роль подобное улучшение играет в связи с процессами интеграции беспилотных воздушных судов (БВС), на борту которых ограничены запасы энергии, в общее воздушное пространство.
Одной из важных задач в рамках конструирования таких средств радиотехнического обеспечения полётов, работающих в ОВЧ диапазоне (в первую очередь бортовых, но также и наземных), является определение подходов в управлении транзисторными ключами усилителя мощности, исходя из критериев эффективности, стабильности и возможности обеспечения различных режимов работы ключевого усилителя. Выработаны требования к устройству управления с учётом стандарта для физического уровня ЛПД режима 4. Даётся заключение об оптимальных решениях, пригодных к построению передатчика VDL-4 с ключевым усилителем мощности, открывая перспективы увеличения коэффициента полезного действия (КПД) более 90% по сравнению с сегодняшними значениями, не превышающими 46%.
Ключевые слова
ЛПД ОВЧ режима 4,
ключевой усилитель мощности,
режимы (D,
DE,
E),
устройство управления,
интегральная микросхема
Об авторе
Ф. М. Степанов
Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. Новикова
Россия
Россия
Федор Михайлович Степанов,соискатель
ул. Пилотов, 38, Санкт-Петербург, 196210, Россия
Список литературы
1. Алипов A. C. Новая классификация транзисторных усилителей мощности / A. C. Алипов, В. Б. Козырев // Труды LX научной сессии, посвященной Дню радио. М.: Изд. журнала «Радиотехника», 2005. Т. 2. С. 101-104.
2. Алипов А. С. Исследование и разработка ключевых усилителей мощности для высокоэффективного СЧ передатчика цифрового радиовещания: специальность 05.12.13 «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Алипов Антон Сергеевич. Москва, 2006. 203 с. EDN NOJXUP.
3. Варламов О. В. Разработка коротковолнового ключевого усилителя мощности с раздельным усилением составляющих однополосного сигнала / О. В. Варламов, В. Н. Громорушкин, В. Г. Лаврушенков // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2011. Т. 5, № 9. С. 42-44. EDN OPIESZ.
4. Дьяконов В. П. Сверхскоростная твердотельная радиоэлектроника. Т. 1: Приборы общего назначения. М.: ДМК Пресс, 2013. 601 с.
5. Зудов Р. И. Расширение полосы перестройки частоты ключевых усилителей мощности класса DE, предназначенных для радиопередающих устройств диапазона ВЧ : специальность 05.12.04 «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Зудов Роман Игоревич, 2019. 149 с. EDN HHHMRW.
6. Иванюшкин Р. Ю. Компьютерное моделирование ключевых усилителей мощности классов D и DE для передатчиков цифрового радиовещания диапазона ОВЧ / Р. Ю. Иванюшкин, М. Н. Терешин // Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий - РЭУС-2020, Москва, 27–29 мая 2020 года. М.: Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2020. С. 122-126. EDN DXSCBL.
7. Кириллов В. В. Широкополосный усилитель мощности X-диапазона на транзисторах AlGaN/GaN / В. В. Кириллов, П. А. Туральчук // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2018. Т. 1. С. 371-375. EDN XUGJDF.
8. Кищинский А. А. Сверхширокополосные твердотельные усилители мощности СВЧ диапазона: схемотехника, конструкции, технологии // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2018. Т. 1. С. 4-13. EDN XUGIFN.
9. Красько А. С. Компараторы // Схемотехника аналоговых электронных устройств. Томск: Издво «В-Спектр», 2006. С. 149-151.
10. Нгуен Д. К. Имитационная модель для исследования работы ключевых ВЧ-усилителей мощности с раздельным усилением составляющих на узкополосную нагрузку / Д. К. Нгуен, О. В. Варламов // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2022. Т. 14, № 2. С. 10-18. DOI 10.36724/2409-5419-2022-14-2-10-18. EDN CAFGOC.
11. Степанов Ф. М. Анализ вариантов улучшения эффективности оконечных каскадов передатчика VDL-4 // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. 2024. № 2(43). С. 123-131. EDN HVQDQR.
12. Степанов Ф. М. Конструкторские задачи по построению эффективного передатчика VDL-4 / Ф. М. Степанов // Состояние и основные тенденции развития гражданской авиации : Сборник материалов II Международной молодежной научно-практической конференции, СанктПетербург, 25–26 апреля 2024 года. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации им. главного маршала авиации А.А. Новикова, 2024. С. 86-91. EDN OJWPWW.
13. Титце У. Полевой транзистор в качестве управляемого резистора / У. Титце, К. Шенк // Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Том I: Пер. с нем. М.: ДМК Пресс, 2008. С. 209-213.
14. Треймут Н. А. Энергетические и спектральные характеристики усилителя мощности класса Е в режиме модуляции // [Электронный ресурс]. – 2023. URL: https://elib.spbstu.ru/dl/3/2023/vr/vr23-5777.pdf (дата обращения: 06.05.2024).
15. Ahmadi M. A. A Class-E Power Amplifier With Wideband FSK Modulation for Inductive Power and Data Transmission to Medical Implants / M. A. Ahmadi, S. Ghandi // IEEE Sensors Journal. 2018. № 99. pp. 1-1. DOI 10.1109/JSEN.2018.2851605.
16. Analog Devices. ADF7020-1 High Performance FSK/ASK Transceiver IC: Data Sheet. Rev. A. // [Электронный ресурс]. – 2018. URL: https://www.analog.com/media/en/technicaldocumentation/data-sheets/ADF7020-1.pdf. (дата обращения: 12.06.2024).
17. Calculation of Power Loss (Synchronous). // ROHM Co., Ltd. // [Электронный ресурс]. – 2016. URL: https://fscdn.rohm.com/en/products/databook/applinote/ic/power/switching_regulator/power_loss_appli-e.pdf (дата обращения: 24.10.2024).
18. Silicon Laboratories Inc. Si446x - High-Performance, Low-Current Transceiver: Data Sheet. Rev // [Электронный ресурс]. – 2020. URL: https://www.silabs.com/documents/public/datasheets/Si446x.pdf. (дата обращения: 12.06.2024).
19. Texas Instruments. LMH7220 Ultra Low Power, 1.8V, 115 MHz Rail-to-Rail Output Comparator: Data Sheet. Rev. // [Электронный ресурс]. – 2013. URL: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmh7220.pdf. Дата обращения: 20.06.2024.
20. Tong R. Kilowatt Power Amplifier With Improved Power Back-Off Efficiency for Cyclotron Application / R. Tong, O. Bengtsson, J. Olsson // IEEE Transactions on Microwave Theory and Technique. 2021. vol. 69, no. 12, pp. 5483-5491. DOI 10.1109/TMTT.2021.3134957.
21. VHF air-ground and air-air Digital Link (VDL) Mode 4 radio equipment; Technical characteristics and methods of measurement for aeronautical mobile (airborne) equipment; Part 1: Physical layer. ESTI EN 302 842-1. 2015. 21 p.
Рецензия
Для цитирования:
Степанов Ф.М. Управление транзисторными ключами в усилителях радиостанций АЗН-В режима 4. Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2025;(1):46-63. https://doi.org/10.51955/2312-1327-2025-1-46
For citation:
Transistor switches driving in ADS-B / mode 4 amplifiers. Crede Experto: transport, society, education, language. 2025;(1):46-63. (In Russ.) https://doi.org/10.51955/2312-1327-2025-1-46
Просмотров:
3
JATS XML
Послать статью по эл. почте 