Commutatore di fase

I commutatori di fase sono dispositivi utilizzati in progetti RF ad alta frequenza, per fornire una commutazione di fase al segnale aggiungendo ritardo alla propagazione. Si utilizzano in applicazioni come le comunicazioni satellitari, i moduli di formazione del raggio, la cancellazione di fase, le antenne di comunicazione e i radar di array a fasi. I commutatori di fase possono essere analogici o digitali, attivi o passivi. I commutatori di fase RF dei sistemi MEM (Micro-Electrical Mechanical) sono disponibili per array di antenne passivi ad alte prestazioni, per applicazioni a banda Ka (26-40 GHz) che mostrano prestazioni superiori rispetto alle alternative a stato solido.
I commutatori di fase modificano l'angolo di fase di trasmissione (la fase del parametro di dispersione S21 del guadagno di inoltro). I commutatori di fase analogici sono controllati da una tensione e un esempio di dispositivo in grado di operare in tal modo è un diodo varactor con capacità a tensione variabile. È possibile controllare la commutazione di fase della rete, usando un diodo varactor come componente in una topologia di filtro a passo completo. I commutatori di fase digitali sono i più comuni circuiti integrati con commutatore di fase e forniscono un set dedicato di sezioni di commutazione di fase che possono essere scambiati in serie, per fornire vari ritardi di fase, controllati dai bit di fase. I commutatori di fase digitali sono indicati con una precisione di bit correlata a una commutazione di fase a una frequenza o su una banda di frequenza. Ad esempio, un commutatore di fase digitale a 6 bit e da 1,4/2,4 GHz con copertura a 360o e un LSB (Least Significant Bit) di 5,6o.
La bassa perdita di inserimento è una caratteristica importante dei commutatori di fase. I commutatori di fase passivi sono reti reciproche (bidirezionali), tra le più comuni e disponibili. Ogni sezione di fase si aggiunge alla perdita di inserimento del dispositivo. I commutatori di fase attivi sono disponibili per compensare le perdite durante gli stadi di ritardo di fase, ma non sono reciproci (solo unidirezionali) e gli stadi attivi possono introdurre distorsione e rumore. Il loro contributo al valore di rumore (NF) dei sistemi deve essere tenuto in considerazione.
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