УСИЛИТЕЛЬ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ Российский патент 1994 года по МПК H03F3/60 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может использоваться в качестве антенного усилителя.

Известен многокаскадный СВЧ усилитель, содержащий n каскадов, каждый из которых выполнен в виде диэлектрической подложки, одна сторона которой металлизирована, а на другой размещена полосковая схема с входной и выходной полосками, входной и выходной отрезки коаксиального кабеля, центральные проводники которых подсоединены соответственно к входной и выходной полоскам первой и последней диэлектрических подложек.

Эта конструкция имеет большие габариты и нестабильные электрические характеристики из-за большого количества ненадежных электрических контактов.

Известен также усилитель СВЧ, выбранный в качестве прототипа, содержащий размещенную в корпусе диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесена печатная схема с активным элементом, а другая сторона металлизирована, при этом входная и выходная линии печатной платы присоединены к входному и выходному коаксиально-полосковым переходам (КПП), которые прикреплены к корпусу и служат для подключения усилителя СВЧ с помощью коаксиальных соединителей к коаксиальным кабелям.

Однако, наличие КПП увеличивает габариты и вес конструкции усилителя, при этом корпус или основание для крепления платы такой конструкции обязательно должны быть металлическими или металлизированы для обеспечения электрического контакта между экраном подложки и КПП, а материал корпуса или основания должен иметь такой же коэффициент температурного расширения, как и материал подложки. Поэтому корпус усилителя СВЧ или его металлическая часть выполняются из таких дорогих и трудно обрабатываемых металлов, как ковар, титан и т. п. Кроме того, в известном усилителе трудно обеспечить надежный долговременный электрический контакт между корпусом и КПП, так как их соприкасающиеся части со временем окисляются. Это приводит к снижению стабильности таких характеристик, как коэффициент усиления и коэффициент шума.

Цель изобретения - повышение стабильности электрических характеристик за счет обеспечения надежного электрического контакта при снижении габаритов, веса и уменьшения металлоемкости конструкции.

Сущность изобретения заключается в том, что в усилитель сверхвысоких частот, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещен проводящий экран, а на другой расположены по меньшей мере одна сигнальная полоска, соединенная с токоведущим проводником проводящей линии передачи и с активным элементом, снабженным элементами внешних цепей, которые соединены с контактными площадками, замкнутыми на проводящий экран, введена дополнительная контактная площадка, гальванически соединенная с экраном подводящей линии передачи и с проводящим экраном и расположенная на диэлектрической подложке в месте соединения сигнальной полоски с подводящей линией передачи.

На фиг. 1 приведен пример конструкции усилителя сверхвысоких частот проходного типа; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Усилитель сверхвысоких частот содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой нанесен проводящий экран 2, а на другой - две - входная и выходная (для усилителя проходного типа) сигнальные полоски 3, 4, соединенные с активным элементов (транзистором) 5 с помощью элементов 6 внешних цепей, состоящих, например, из конденсаторов и отрезков линий и т. д. Общий электрод активного элемента 5 подключен к контактным площадкам 7, 8, замкнутым на проводящий экран 2. В месте соединения каждой сигнальной полоски 3 (4) с отрезком соответствующей подводящей, например, коаксиальной, линии 9 (10) нанесена дополнительная контактная площадка 11 (12), которая, например, по торцу диэлектрической подложки 1 гальванически соединена с проводящим экраном 2 и с экраном 13 соответствующей подводящей линии 9 (10).

Для уменьшения паразитной индуктивности соединения экранов подводящих линий 9, 10 с проводящим экраном 2 количество дополнительных контактных площадок может быть увеличено. На фиг. 2 показаны введенные для этой цели еще две дополнительные контактные площадки 14, 15.

Диэлектрическая подложка 1 с проводящим экраном 2 на одной стороне и элементами усилителя на другой представляет собой печатную плату, помещенную в корпус 16, в отверстиях которого с помощью скоб 17, 18 закреплены подводящие линии 9, 10. Корпус 16 усилителя закрыт крышкой 19; контактные площадки 11, 12, 14, 15 могут соединяться с экраном 2 печатной платы также при помощи металлизированных отверстий в диэлектрической подложке 1.

Усилитель сверхвысоких частот работает следующим образом.

Токи высокой частоты в усилителе протекают по проводящему экрану 2 и через контактные площадки 11, 12, 14, 15 замыкаются непосредственно на экраны 13 подводящих линий 9, 10. При этом устраняется существенный недостаток прототипа - механический контакт между корпусом (или основанием) и коаксиально-полосковым переходом, а в ряде случаев и между экраном 2 и корпусом 16, если подложка 1 прикрепляется к корпусу 16 путем механического прижима. Это повышает стабильность электрических характеристик усилителя во времени и улучшает качество электрического контакта. Кроме того, корпус 16 или основание усилителя могут быть выполнены из пластмассы, так как электрический контакт между экраном 2 платы и экраном 13 подводящих линий 9, 10 обеспечивается непосредственным соединением через контактные площадки 11, 12, 14, 15.

В усилителе сверхвысоких частот отражательного типа печатная плата содержит только одну сигнальную полоску, и минимум одну дополнительную контактную площадку, соединенную с экраном платы.

Данное техническое решение может использоваться также в пассивных устройствах, в однокаскадных и многокаскадных схемах различного назначения. В последнем случае экраны отдельных печатных плат соединяются между собой через контактные площадки 11, 12, 14, 15, которые, в свою очередь, соединяются между собой перемычками. В этом случает контактные площадки 11, 12, 14, 15 могут быть нанесены только на торцы плат, а сигнальные полоски подключают к токоведущим проводникам линий передачи соседних плат. (56) Вамберский М. В. , Казанцев В. И. , Шелухин С. А. Передающие устройства СВЧ. М. : Высшая школа, 1984, стр. 272.

Использование: антенный усилитель в технике сверхвысоких частот. Сущность изобретения: устройство содержит печатную плату, которая выполнена в виде диэлектрической подложки, на одной стороне которой размещена полосковая схема усилителя, а на другой - проводящий экран. На стороне печатной платы с полосковой схемой или на торце печатной платы нанесена, по крайней мере, одна дополнительная контактная площадка, соединенная с проводящим экраном и с экраном проводящей линии передачи. 2 ил.

УСИЛИТЕЛЬ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещен проводящий экран, а на другой расположена по меньшей мере одна сигнальная полоска, соединенная с токоведущим проводником подводящей линии передачи и с активным элементом, снабженным элементами внешних цепей, которые соединены с контактными площадками, замкнутыми на проводящий экран, отличающийся тем, что введена дополнительная контактная площадка, гальванически соединенная с экраном подводящей линии передачи и с проводящим экраном и расположенная на диэлектрической подложке в месте соединения сигнальной полоски с подводящей линией передачи.