Digital gesteuerte Verzögerungsleitung, 0,1–18 GHz, Verzögerungsbereich 1,25–78,75 ps, Schrittweite 1,25 ps

Digital gesteuerte Verzögerungsleitungen sind elektronische Bauelemente, die eine präzise, ​​programmierbare Zeitverzögerungssteuerung für HF-/Mikrowellensignale ermöglichen. Durch die Integration mehrerer Verzögerungszellen und schneller HF-Schalter schalten sie das Eingangssignal mithilfe digitaler Steuersignale zwischen Übertragungspfaden unterschiedlicher Länge um und erzielen so eine voreingestellte Verzögerung am Ausgang. Im Vergleich zu herkömmlichen Phasenschiebern bieten digital gesteuerte Verzögerungsleitungen eine „echte Zeitverzögerung“ und vermeiden effektiv den Strahlverzerrungseffekt, der bei Breitbandsignalen während des Strahlscans auftritt. Sie sind Schlüsselkomponenten für die Realisierung von Breitband-Phased-Array-Antennen, hochauflösenden Radargeräten und hochpräzisen Messsystemen. Im Folgenden werden die Eigenschaften und Anwendungen digital gesteuerter Verzögerungsleitungen im Frequenzbereich von 0,1 bis 18 GHz vorgestellt.

Merkmale:

1. Ultrabreitband-Betriebsfrequenz
Der Betriebsfrequenzbereich deckt 0,1 bis 18 GHz ab und reicht vom L-Band bis zum Ku-Band. Damit erfüllt das System die Signalverarbeitungsanforderungen der meisten HF-/Mikrowellensysteme. Durch die komplementäre Auslegung der internen Verzögerungszellen wird der Einfluss von Frequenzverschiebungen auf die Verzögerungsleistung effektiv unterdrückt, wodurch stabile Verzögerungseigenschaften über das gesamte Frequenzband gewährleistet werden.
2. Hochpräzise programmierbare Verzögerung
Die digitale Steuerung ermöglicht eine präzise Verzögerungseinstellung mit Verzögerungsschritten bis hinunter zu 1,25 ps und einem Gesamtverzögerungsbereich bis zu 78,75 ps. Die typische Verzögerungsgenauigkeit erreicht ±4 ps und erfüllt damit die Anforderungen von Anwendungen mit extrem hoher Zeitauflösung.
3. Geringe Einfügungsdämpfung und gutes VSWR
Sorgt für geringe Einfügedämpfung über das gesamte Frequenzband, was sich positiv auf die Systemleistung und die Signalintegrität auswirkt.
4. Miniaturisierung und hohe Integration
Fortschrittliche Mikrowellenübertragungstechnologie und Halbleiterfertigungsprozesse integrieren die traditionell sperrigen Kabel- oder Koaxialverzögerungsleitungen in ein kompaktes Gehäuse und bieten so eine stabile Verzögerung, eine hohe Störfestigkeit und eine einfache Systemintegration. Dadurch werden die Nachteile herkömmlicher Verzögerungsleitungen wie große Abmessungen, hohe Verluste und starke Dispersion überwunden.

Anwendungsbereiche:

1. Breitband-Phased-Array-Radar
Bei Breitband-Phased-Array-Radarsystemen driftet die Antennenstrahlrichtung aufgrund von Apertureffekten mit der Betriebsfrequenz. Digital gesteuerte Verzögerungsleitungen ermöglichen eine echte Laufzeitkompensation, wodurch Strahlverkippungen effektiv eliminiert und die Genauigkeit der Radarentfernungsmessung sowie die Winkelauflösung verbessert werden. Sie sind Kernkomponenten der HF-Frontend-Subarrays von Phased-Array-Radargeräten.
2. Kommunikationssysteme und Signalverarbeitung
In der digitalen Kommunikation, Satellitenkommunikation und elektronischen Kriegsführungssystemen gleichen digital gesteuerte Verzögerungsleitungen Laufzeitunterschiede zwischen verschiedenen Signalkanälen aus und erreichen so Zeitausrichtung, Taktsynchronisation und Phasenkorrektur. Dadurch werden die Bitfehlerrate des Systems und die Signalqualität verbessert.
3. Radarkalibrierung und -prüfung
Bei Labortests und der Kalibrierung von Radarsystemen dienen digital gesteuerte Verzögerungsleitungen als hochpräzise Zeitreferenzquellen, die Echosignale von Zielen in unterschiedlichen Entfernungen simulieren und so die Überprüfung der Radarentfernungsmessung, die Prüfung des Antennenmusters und die Selbsttestfunktionen des Systems unterstützen.
4. Elektronische Kampfführungs- und Aufklärungssysteme
In elektronischen Aufklärungs- und Störsystemen können digital gesteuerte Verzögerungsleitungen Zeitdifferenzen erzeugen, um die Speicherung und Weiterleitung von Signalen, die Erzeugung kohärenter Störsignale und die Messung der Laufzeitdifferenz (TDOA) zu ermöglichen. Dadurch sind sie unverzichtbare Präzisionskomponenten zur Steuerung der Zeitverzögerung in der elektronischen Kriegsführung.
5. Sende-/Empfangsmodule
In den Sende-/Empfangsmodulen von Phased-Array-Antennen arbeiten digital gesteuerte Verzögerungsleitungen mit den Codes des Beam-Steering-Systems zusammen, um eine präzise Zeitsteuerung der Signale für jedes Array-Element zu erreichen und so Beamforming und schnelles Beam-Scanning zu realisieren. Solche Anwendungen erfordern Verzögerungsleitungen mit großer Bandbreite, geringer Einfügungsdämpfung, guter Phasenkonsistenz und hoher Kanalumschaltgeschwindigkeit.

Qualwave Inc. bietet Breitband, High Dynamic Range (HDR)digital gesteuerte Verzögerungsleitungenmit Frequenzen bis zu 18 GHz. Dieser Artikel stellt eine digital gesteuerte Verzögerungsleitung mit einem Frequenzbereich von 0,1 bis 18 GHz, einem Verzögerungsbereich von 1,25 bis 78,75 ps und einer Schrittweite von 1,25 ps vor.