УСИЛИТЕЛЬ СВЧ Российский патент 1995 года по МПК H03F3/60 

Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может быть использовано в радиоприемных устройствах в качестве входного малошумящего усилителя. В качестве таких усилителей обычно применяются параметрические или охлаждаемые транзисторные усилители, большое энергопотребление, габариты и масса которых ограничивают область их применения и тормозят дальнейшее развитие радиоприемных устройств.

Цель изобретения повышение надежности охлаждаемых усилителей СВЧ путем предотвращения конденсации влаги на поверхности транзистора.

Это достигается тем, что в охлаждаемом усилителе СВЧ, содержащем вакуумплотный корпус, в котором размещен транзистор, установленный на верхней поверхности теплового концентратора, нижняя поверхность которого контактирует с холодной гранью термоэлектрической батареи, первую и вторую диэлектрические подложки, на которых расположены входная и выходная согласующие цепи, подключенные соответственно входному и выходному электродам транзистора, и поглотитель влаги, последний размещен на холодной грани термоэлектрической батареи, а вакуумированный корпус заполнен инертным газом.

В вакуумированном корпусе охлаждаемого усилителя СВЧ, заполненном осушенным инертным газом с точкой росы Тр=-70^оС, при охлаждении усилителя во время его включения и дальнейшей эксплуатации создается градиент температур по вертикали между верхней поверхностью теплового концентратора с установленным на нем полевым транзистором и холодной гранью термоэлектрической батареи. За счет инерционности теплового потока температура верхней поверхности теплового концентратора с расположенным на нем полевым транзистором будет несколько выше температуры холодной грани термоэлектрической батареи. При этом водяные пары, находящиеся в корпусе и выделяющиеся в процессе эксплуатации охлаждаемого усилителя, будут конденсироваться на более "холодной" части усилителя, т.е. на холодной грани термоэлектрической батареи и соответственно на поглотителе влаги, установленном на холодной грани термоэлектрической батареи. Выполнение теплового концентратора площадью верхней поверхности, контактирующей с полевым транзистором, значительно больше площади, занимаемой транзистором, позволяет эффективно поглощать выделяющееся при работе транзисторного усилителя тепло.

На фиг. 1 и 2 представлена конструкция охлаждаемого усилителя СВЧ в двух проекциях.

Охлаждаемый усилитель СВЧ содержит полевой транзистор 1, входную и выходную согласующие цепи, включающие микрополосковые платы 2, 3 и отрезки высокоомной полосковой линии 4, 5, входной 6 и выходной 7 разъемы, экран 8 из тонкого электропроводящего материала с узкими щелями 9 в нем, термоэлектрическую батарею 10 с тепловым концентратором 11, корпус 12, цепь 13 подачи питания на вывод затвора 14 и цепь 15 подачи питания на вывод стока 16 полевого транзистора 1 и кольцевой влагопоглотитель 18, расположенный на холодной грани термоэлектрической батареи 10.

Внутри металлического корпуса 12 на тепловом концентраторе 11 установлен полевой транзистор 1, при этом выводы истока 17 транзистора 1 также подсоединены к тепловому концентратору при помощи пайки. Выводы затвора 14 и стока 16 транзистора подключены к отрезкам высокоомной полосковой линии 4 и 5 соответственно с помощью микросварки. Экран 8 выполнен из тонкого электропроводящего материала с низкой теплопроводностью (нержавеющая сталь, ковар). По обе стороны от полосков высокоомной полосковой линии передачи 4 и 5 выполнены узкие щели. Электрический контакт между корпусом 12 и тепловым концентратором 11 обеспечивается пайкой (сваркой) к ним экрана.

Охлаждаемый усилитель работает следующим образом.

Подаваемый на усилитель сигнал, проходя через входной разъем 6, входную согласующую цепь (плата 2 и отрезок высокоомной полосковой линии) поступает на вывод затвора 14 транзистора 1. Далее усиленный сигнал с вывода стока 16 через выходную согласующую цепь (отрезок высоокомной полосковой линии 5, плата 3) поступает на выходной разъем 7.

Вакуумированный корпус 12 охлаждаемого усилителя СВЧ заполняется осушенным инертным газом ксеноном с Тр=-70^оС. При включении усилителя создается градиент температур по вертикали между верхней поверхностью теплового концентратора 11 с установленным на нем бескорпусным полевым транзистором 1 и нижней поверхностью теплового концентратора, непосредственно соединенной с холодной гранью батареи 10. За счет инерционности теплового потока температура верхней поверхности теплового концентратора 11 будет несколько выше температуры холодной грани батареи 10. Поглотитель влаги представляет собой спрессованный брикет цеолита NaA или Nax кольцевой формы, закрепленный (например склеиванием) на холодной грани термоэлектрической батареи.

Изобретение позволяет повысить надежность охлаждаемых усилителей СВЧ путем предотвращения конденсации влаги на поверхности активных и пассивных элементов транзисторного усилителя.

Использование: в радиоприемных устройствах в качестве входного малошумящего усилителя. Сущность изобретения: в охлаждаемом усилителе СВЧ, содержащем вакуумплотный корпус, заполненный осушенным инертным газом, размещен транзистор, установленный на поверхности теплового концентратора, нижняя поверхность которого контактирует с холодной гранью термоэлектрической батареи, входную и выходную согласующие цепи, подключенные соответственно к входному и выходному электродам транзистора, введен поглатитель влаги, размещенный на холодной грани термоэлектрической батареи. 2 ил.

УСИЛИТЕЛЬ СВЧ, содержащий вакуумплотный корпус, в котором размещен транзистор, установленный на одной поверхности теплового концентратора, другой поверхностью совмещенного с холодной гранью термоэлектрической батареи, первую и вторую диэлектрические подложки и расположенные на них соответственно входная и выходная согласующие цепи, подключенные к входному и выходному электродам транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введен поглотитель влаги, который размещен на холодной грани термоэлектрической батареи, при этом вакуумплотный корпус заполнен инертным газом.