7.8: Resumen

Un sistema o subsistema de microondas se construye generalmente como una cascada de módulos de dos puertos. Típicamente, tales módulos están interconectados en una placa de circuito usando estructuras de microcinta con el diseñador del sistema proporcionando redes coincidentes, redes de líneas de transmisión, arquitectura del sistema y plan de frecuencias. Hace una o dos décadas, la elaboración de un sistema de este tipo utilizando módulos suministrados por el proveedor habría requerido un compromiso significativo en el rendimiento. Como resultado, las empresas de microondas necesariamente desarrollaron grandes porciones de un diseño interno que resultó en largos ciclos de diseño. Con programabilidad y ajustes definidos por el usuario, tal vez estableciendo niveles de sesgo, se puede ajustar el rendimiento de ganancia, ancho de banda y distorsión de los módulos listos para usar. Los módulos activos necesariamente introducen distorsión y ruido, por lo que administrar el rango dinámico mientras se administra el consumo de energía de CC es una preocupación considerable.

El diseño y análisis de los sistemas de RF y microondas se complica por las señales complejas, es decir, las señales moduladas y no las ondas sinusoidales discretas, utilizadas en los sistemas de RF y microondas y por los tiempos de simulación excesivamente largos requeridos para analizar los circuitos de microondas con estas señales. El diseño de subsistemas lineales de RF y microondas, como un amplificador o una red coincidente, puede proceder muy bien simulando la estructura una frecuencia a la vez y luego escalonando la frecuencia de la señal sobre el rango de interés.

El análisis de subsistemas de microondas no lineales como los amplificadores es más complicado pero a menudo es suficiente considerar dos tonos, señales con dos componentes sinusoidales y luego hay técnicas de simulación eficientes como el análisis de equilibrio armónico que permite que el rendimiento del subsistema sea eficiente pero aproximadamente evaluados. Sin embargo, ninguna de estas estrategias es suficiente cuando se trata de determinar el rendimiento de los sistemas de RF y microondas. En este caso deben considerarse señales complejas como las señales moduladas digitalmente, y generalmente hay señales a frecuencias muy diferentes para ser incorporadas en cualquier análisis. Sin embargo, hay una propiedad especial de las señales de microondas que se explota, y esto es que casi todas las señales de microondas moduladas tienen un ancho de banda relativamente pequeño en comparación con la frecuencia central de la señal. Por lo tanto, se han desarrollado estrategias de simulación de sistemas que requieren que solo la señal de ancho de banda menor sea considerada completamente en el análisis y la contabilidad utilizada para rastrear la frecuencia central de la señal.

En este capítulo se introdujeron métricas y técnicas de diseño que permiten realizar rápidamente diseños competitivos. A menudo, una empresa puede decidir que es para su ventaja competitiva diseñar uno o más de sus propios módulos en lugar de usar los de proveedores de módulos. Incluso entonces, la gran cantidad de módulos disponibles permite probar los conceptos de diseño para determinar su viabilidad al principio del ciclo de diseño. Los proveedores de módulos tienen el desafío de diseñar módulos con un rendimiento cercano al máximo, pero con suficiente adaptabilidad para que el módulo sea adecuado para una amplia variedad de aplicaciones del sistema. La mayor base de clientes para los módulos justifica los mayores costos de diseño del módulo, lo que lleva a costos unitarios aceptables y alto rendimiento.