วงจรหน่วงเวลาแบบควบคุมด้วยระบบดิจิทัล ความถี่ 0.1~18GHz ช่วงหน่วงเวลา 1.25~78.75ps ขั้นละ 1.25ps

สายหน่วงเวลาควบคุมด้วยระบบดิจิทัลเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถควบคุมการหน่วงเวลาได้อย่างแม่นยำและตั้งโปรแกรมได้สำหรับสัญญาณ RF/ไมโครเวฟ โดยการรวมเซลล์หน่วงเวลาหลายเซลล์และสวิตช์ RF ความเร็วสูงเข้าด้วยกัน จะสลับสัญญาณอินพุตระหว่างเส้นทางการส่งที่มีความยาวต่างกันภายใต้สัญญาณควบคุมดิจิทัล ทำให้ได้การหน่วงเวลาที่ตั้งไว้ล่วงหน้าที่เอาต์พุต เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเปลี่ยนเฟสแบบดั้งเดิม สายหน่วงเวลาควบคุมด้วยระบบดิจิทัลให้ "การหน่วงเวลาที่แท้จริง" ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงผลกระทบจากการเบี่ยงเบนของลำแสงที่เกิดขึ้นในสัญญาณย่านความถี่กว้างระหว่างการสแกนลำแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เป็นส่วนประกอบสำคัญในการใช้งานอาร์เรย์เฟสย่านความถี่กว้าง เรดาร์ความละเอียดสูง และระบบการวัดความแม่นยำสูง ต่อไปนี้เป็นการแนะนำคุณสมบัติและการใช้งานของสายหน่วงเวลาควบคุมด้วยระบบดิจิทัลในช่วงความถี่ 0.1~18 GHz

คุณสมบัติ:

1. ความถี่ในการทำงานแบบอัลตร้าไวด์แบนด์
ช่วงความถี่ในการทำงานครอบคลุม 0.1~18 GHz ตั้งแต่ย่านความถี่ L ถึงย่านความถี่ Ku ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการประมวลผลสัญญาณของระบบ RF/ไมโครเวฟส่วนใหญ่ ด้วยการออกแบบการชดเชยแบบเสริมของเซลล์หน่วงเวลาภายใน ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงความถี่ต่อประสิทธิภาพการหน่วงเวลาจึงถูกลดทอนลงอย่างมีประสิทธิภาพ รักษาคุณลักษณะการหน่วงเวลาที่เสถียรตลอดทั้งย่านความถี่
2. การหน่วงเวลาแบบตั้งโปรแกรมได้ความแม่นยำสูง
การควบคุมแบบดิจิทัลช่วยให้สามารถปรับค่าหน่วงเวลาได้อย่างแม่นยำ โดยมีขั้นตอนการหน่วงเวลาต่ำสุดที่ 1.25 พิโควินาที และช่วงการหน่วงเวลาทั้งหมดสูงสุดถึง 78.75 พิโควินาที ความแม่นยำของการหน่วงเวลาโดยทั่วไปอยู่ที่ ±4 พิโควินาที ซึ่งตอบสนองความต้องการใช้งานที่ต้องการความละเอียดของเวลาที่สูงมาก
3. การสูญเสียการแทรกต่ำและค่า VSWR ที่ดี
รักษาค่าการสูญเสียสัญญาณต่ำตลอดทั้งย่านความถี่ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่องบประมาณการเชื่อมต่อของระบบและความสมบูรณ์ของสัญญาณ
4. การย่อขนาดและการรวมวงจรในระดับสูง
เทคโนโลยีสายส่งสัญญาณไมโครเวฟขั้นสูงและกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ได้รวมสายหน่วงเวลาแบบสายเคเบิลหรือสายโคแอกเซียลขนาดใหญ่ที่เคยใช้กันมาไว้ในแพ็คเกจขนาดกะทัดรัด ทำให้ได้การหน่วงเวลาที่เสถียร ความสามารถในการต้านทานการรบกวนสูง และการรวมเข้ากับระบบได้ง่าย เอาชนะข้อเสียของสายหน่วงเวลาแบบดั้งเดิม เช่น ขนาดใหญ่ การสูญเสียสูง และการกระจายตัวอย่างรุนแรง

การใช้งาน:

1. เรดาร์แบบอาร์เรย์เฟสย่านความถี่กว้าง
ในระบบเรดาร์แบบอาร์เรย์เฟสแบบย่านความถี่กว้าง ทิศทางการชี้ลำแสงของเสาอากาศจะเปลี่ยนแปลงไปตามความถี่ในการทำงานเนื่องจากผลกระทบของรูรับแสง สายหน่วงเวลาที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัลจะช่วยชดเชยความล่าช้าของเวลาได้อย่างแม่นยำ ทำให้การเบี่ยงเบนของลำแสงหมดไป และช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวัดระยะและความละเอียดเชิงมุมของเรดาร์ สายหน่วงเวลาเหล่านี้เป็นส่วนประกอบหลักในส่วนย่อยของวงจรหน้าคลื่นความถี่วิทยุ (RF front-end) ของเรดาร์แบบอาร์เรย์เฟส
2. ระบบสื่อสารและการประมวลผลสัญญาณ
ในระบบการสื่อสารดิจิทัล การสื่อสารผ่านดาวเทียม และระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์ สายหน่วงเวลาที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัลจะชดเชยความแตกต่างของเวลาหน่วงในการส่งสัญญาณระหว่างช่องสัญญาณต่างๆ ทำให้เกิดการจัดเรียงเวลา การซิงโครไนซ์นาฬิกา และการแก้ไขเฟส ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพอัตราความผิดพลาดของบิตและคุณภาพของสัญญาณของระบบ
3. การสอบเทียบและการทดสอบเรดาร์
ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการและการสอบเทียบระบบเรดาร์ สายหน่วงเวลาที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัลทำหน้าที่เป็นแหล่งอ้างอิงเวลาที่มีความแม่นยำสูง จำลองสัญญาณสะท้อนจากเป้าหมายที่ระยะทางต่างกัน สนับสนุนการตรวจสอบประสิทธิภาพการวัดระยะของเรดาร์ การทดสอบรูปแบบเสาอากาศ และฟังก์ชันการตรวจสอบตนเองของระบบ
4. ระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์และระบบลาดตระเวน
ในระบบการสอดแนมและการรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ สายหน่วงเวลาที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัลสามารถสร้างความแตกต่างของเวลาเพื่อเปิดใช้งานการจัดเก็บและการส่งต่อสัญญาณ การสร้างการรบกวนที่สอดคล้องกัน และการวัดความแตกต่างของเวลาในการมาถึง (TDOA) ทำให้เป็นส่วนประกอบควบคุมการหน่วงเวลาที่มีความแม่นยำสูงที่ขาดไม่ได้ในอุปกรณ์สงครามอิเล็กทรอนิกส์
5. โมดูล T/R
ในโมดูล T/R ของเสาอากาศแบบเฟสอาร์เรย์ สายหน่วงเวลาที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัลจะทำงานร่วมกับรหัสระบบควบคุมทิศทางลำแสงเพื่อให้ได้การควบคุมเวลาที่แม่นยำของสัญญาณสำหรับแต่ละองค์ประกอบของอาร์เรย์ ซึ่งทำให้สามารถสร้างลำแสงและสแกนลำแสงได้อย่างรวดเร็ว การใช้งานดังกล่าวต้องการสายหน่วงเวลาที่มีแบนด์วิดท์กว้าง การสูญเสียการแทรกต่ำ ความสม่ำเสมอของเฟสที่ดี และความสามารถในการสลับช่องสัญญาณความเร็วสูง

บริษัท Qualwave Inc. ให้บริการบรอดแบนด์ที่มีช่วงไดนามิกสูงสายหน่วงเวลาที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัลด้วยความถี่สูงสุดถึง 18GHz บทความนี้แนะนำวงจรหน่วงเวลาแบบดิจิทัลที่มีช่วงความถี่ 0.1~18GHz ช่วงหน่วงเวลา 1.25~78.75ps และช่วงหน่วงเวลา 1.25ps