5.1: Introducción a los Módulos Pasivos

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La mayoría de los sistemas de RF están compuestos por una cascada de módulos cada uno de los cuales está diseñado y caracterizado por separado. Por lo general, tienen impedancias de\(50\:\Omega\) entrada y salida coincidentes para que los módulos puedan interconectarse libremente. En aplicaciones de alto volumen, varios módulos podrían integrarse monolíticamente, pero aún así, el diseño se basa en el concepto de módulos. Muchos módulos están disponibles “fuera de la plataforma” y los sistemas de RF de alto rendimiento se pueden construir usando módulos disponibles comercialmente, ver Figura\(\PageIndex{1}\).

Muchos módulos están disponibles montados en placas de evaluación completas con componentes de polarización y conectores SMA para que los módulos de RF se puedan interconectar mediante cables coaxiales. Por ejemplo, en la Figura se muestra una placa de evaluación\(\PageIndex{2}\) para un amplificador de potencia. El ingeniero necesita conectar alimentación\(V_{s}\), tierra y voltaje de control\(V_{\text{ctl}}\), y la placa de evaluación proporciona un amplificador de trabajo. La mayoría de los ingenieros de RF y microondas trabajan a nivel de placa de circuito y comienzan el diseño del sistema usando módulos. Algunas empresas desarrollan algunos de sus propios módulos propietarios, proporcionando así una ventaja competitiva, pero aún así utilizan muchos módulos desarrollados por otros. Una estimación que a veces se hace es que el valor de la ingeniería que utiliza módulos basados en placas de circuitos de RF y microondas es\(30\) veces mayor que el valor de la ingeniería de módulos y circuitos integrados de RF.

Los módulos que comprenden un receptor se muestran en la Figura\(\PageIndex{3}\). Comenzando con el filtro de paso de banda después de la antena, cada módulo aporta ruido y distorsión no lineal. Los objetivos del diseño del sistema son generalmente maximizar el rango dinámico, estando la región entre la señal suficientemente por encima del nivel de ruido para ser detectada pero antes de que la distorsión no lineal introduzca una distorsión espuria

Figura\(\PageIndex{1}\): Módulos en paquetes de montaje en superficie. Copyright Synergy Microwave Corporation, usado con permiso [1].

Figura\(\PageIndex{2}\): Placa de evaluación para el módulo amplificador de potencia HMC414MS8G GaAs InGap HBT MMIC que opera entre\(2.2\) y\(2.8\text{ GHz}\). El amplificador proporciona\(20\text{ dB}\) ganancia y\(+30\text{ dBm}\) potencia saturada a\(32\%\) PAE a partir de una tensión\(+5\text{V}\) de alimentación. El amplificador también puede operar con una\(3.6\text{ V}\) fuente seleccionable por las resistencias\(R_{1}\) y\(R_{2}\). Copyright Hittite Microwave Corporation, usado con permiso [2].

Figura\(\PageIndex{3}\): Receptor como cascada de módulos.

Componente	Símbolo
Diodo general (incluido Schottky)\(^{1}\)
Diodo IMPATT\(^{1}\)
Diodo Gunn
Diodo PIN\(^{1,2}\)
Diodo emisor de luz (LED)\(^{1}\)
Rectificador\(^{1}\)
Diodo de túnel\(^{1}\)
Diodo Varactor\(^{1}\)
Diodo Zener\(^{1}\)

Tabla\(\PageIndex{1}\): Símbolos estándar IEEE para diodos y rectificador [3]. (\(^{1}\)En la dirección del ánodo (A) al cátodo (K). \(^{2}\)Use símbolo para diodo general a menos que sea esencial mostrar la región intrínseca.)

señales que limitan la detectabilidad de las señales. Al mismo tiempo, es habitual tratar de minimizar la energía consumida. Esto es particularmente importante en las aplicaciones móviles.

Este capítulo introduce muchos módulos pasivos; módulos y elementos funcionales de microondas que no requieren suministros externos con la excepción de quizás voltajes de control.