طراحی و شبیه‌سازی سوئیچ کم‌تلف spdt در باند ka برای جابجایی پرتو آرایه‌های مدولاسیون زمانی

در سیستم‌های آرایه مدولاسیون زمانی، از سوئیچ به‌جای فازگردان استفاده می‌گردد که منجر به کاهش ابعاد، پیچیدگی، توان مصرفی و قیمت نهایی آرایه می‌شود. سوئیچ به‌عنوان عنصر کنترلی برای وزن‌دهی عنصرهای آرایه استفاده می‌شود. برای کاهش هزینه ساخت تا حد امکان ابعاد تراشه فشرده شده و از فناوری ارزان‌قیمتcmos  180 نانومتر کارخانه tsmc، برای طراحی استفاده شده است. سوئیچ دارای تلفات db 1.85 در فرکانس 33 گیگاهرتز و ایزولاسیون بیشتر از  db17 دارد. در مقایسه با سایر سوئیچ‌های طراحی‌شده در فناوری مذکور (تا به امروز) حداقل تلفات و ابعاد را داراست. هم‌چنین با تطبیق امپدانس مناسب، تمام باند ka را پوشش می‌دهد. دیگر عنصر موردنیاز برای طراحی آرایه، یک تقسیم/ترکیب‌کننده توان با حداقل ابعاد است. چون آرایه موردنظر 4 عنصر دارد، به یک مقسم توان یک‌به‌چهار نیاز است. مجموعه سوئیچ‌ها و مقسم توان تشکیل یک آرایه مدولاسیون زمانی می‌دهند. آرایه مجتمع طراحی‌شده به‌خوبی بازه فرکانسی 26.5 تا 37.6 گیگاهرتز را پوشش می‌دهد و ابعاد آن 0.7 در 1.48 میلی‌مترمربع است. توان مصرفی آرایه مجتمع طراحی‌شده برابر صفر است چراکه تمامی عنصرهای به‌کار برده‌شده هیچ توانی مصرف نمی‌کنند.

Design and Simulation of a Low Loss Ka-band SPDT Switch for Time Modulated Array Beam Steering

In Time modulated arrays (TMAs), a switch is used instead of a phase shifter, which reduces the area, complexity, power consumption and the overal cost of the array. The TMA uses the switch as a control element for array weighting for the purpose of beam forming and beam steering. To lower the IC cost, the IC is designed to be as compact as small as possible. Moreover, the inexpensive CMOS 180 nm technology of TSMC is used for IC fabrication. The designed SPDT switch has 1.85 dB loss at 33 GHz, more than 17 dB isolation in Kaband, and its area is 0.086 mm2. Compared to other switches designed in CMOS180 nm, this work has the lowest loss and area (up to now), and covers Kaband completely. Another critical element of an array is a power combiner/divider with minimum area. Because this array has 4 elements, it needs a 4way power divider. Four switches and power divider form a TMA IC, which covers 26.5 to 37.6 GHz with an area of 0.7 by 1.48 mm2. The power consumption of the array is zero since all the elements are passive and do not consume any power.