Устройство включения транзистора в волновод Советский патент 1992 года по МПК H03F3/60 

Фиг.з

Изо ретоние относигек к радиотехника и мол от быть использопзно .в измерительной , о системах сзязи я др.

Изьостнь; устройства включения транзисторов с линии передачи (ЛП) СВЧ, на- пример, включение L микрополоскозую линию, в коаксиальную -:ю передачи, в коп- лзнэрнуюЛП. Все перечисленные устройства содержаf входные, выходные отрззки тонко- нисущ, л проэсдг:ико ЛИ. гальванически сое- диненн -з с сходным, выходным электродами транзистора, а общий третий электрод соединен с земляным основанием ЛП.

Основным недостатком перечисленных устройств являются значительные потери, возникающие при использовании в милли- метровом диапазоне длин волн.

Одним из способов увеличения рабочих частот является использование полых волноводов в качестве ЛП. Известны ряд уст- ройств включения транзистора в прямоугольный волновод. Одним из них является транзисторный усилитель СВЧ. Данное устройство содержит отрезок волновода прямоугольного сечения, разде- ленный на две части с помощью диафрагмы с отверстием, в котором размещен СВЧ транзистор, связанный с СВЧ полем с помощью петель связи на входе и выходе.

Недостатком такого устройства является его узкополосность, связанная.с резонансным характером входного сопротивления диафрагмы.

Для увеличения широкополосное™ используют прямоугольннЯ волновод, в кото- ром параллельно Е-плоскости в центре широкой стенки устанавливается металлизированная с одной стороны диэлектрическая подложка. Подложка состоит из двух симметричных гребней, которые связаны по высокой частоте с волноводом, однако имеют развязку с волноводом по постоянному току,

СВЧ транзистор устанавливается между первой и второй, частями металлизиро- ванной подножки, при этом металлизация на каждой ча.сти подложки в области расположения транзистора образует односторонний мг.кропровод. Согласооание входного и рыходного сопротивлений транзистора с линией передачи осуществляется с по- мощью шлейфов в виде фиксированных отрезков щелевой линии,

Недостатком такого устройства является неудобство, связанное с согласованием транзистора с оояноподом. тзх как для компенсации разбросов пзрлметроа транзисторов необходимо изменять местоположение и длину шлейфа, что в длиной конструкции практически невозможно.

Целью изобретения является упрощение настройки.

Поставленное цель достигается тем, что греОснь выполнен Б ииде примыкающих один к другому штырей, которые установлены с возможностью перемещения вдоль их продольных осей, а цепи подачи смещения транзистора размощони в держателе, который выполнен с сыступами, гальванически соединенными с гребнем.

Известно включение активного элемента в П-о5разиый волновод.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого устройства, продольный разрез; на фиг.2 - вид сбоку: на фиг .3 - узел I на фиг.1.

Устройство содержит отрезок П-образ- ного волновода, состоящего из верхнего корпуса с гребнем 1 и нижнего корпуса 2. 8 нижнем корпусе установлен узел смещения (фиг.З), содержащий петли 3 и 4 связи, две клеммы 5 и 6, изолированные от корпуса, например, с помощью оксидных пленок, а также симметрично расположенные выступы 7 и 8, имеющие гальванический контакт с гребнем 1, транзистор 9 устанавливается на вставке 10, которая крепится в корпус с помощью винта 11. Петля 3 связи, например, за счет механического прижима или пгйки гальванически соединяет переднюю клемму 5 с входным электродом транзистора 9. Согласование транзистора 9 с П-образ- ным волноводом осуществляется с помощью штырей 12, способных перемещаться вдоль продольных осей параллельной узкой стенке волновода путем вращения регулировочной гайки 13, которая связана со штырями при помощи резьбового соединения 14. Регулировочная гайка 13 установлена с возможностью перемещения вдоль опорной плзнки 15. параллельной широкой стенке волновода.

Исходя из заданного диапазона рабочих частот, выбирают стандартное сечение волнозодного канала.

Для оптимального согласования транзистора 9 с волноводом волновое сопротивление П-образного волновода должно быть сравнимо с активной составляющей входного (выходного) комплексного сопротивления транзистора. В зависимости от выбранного диапазона частот эти значения колеблются в пределах от нескольких десятков до не- сквльких сотен Ом.

Обеспечение развязки входа-выхода транзистора по СВЧ сигналу осуществляется наличием пысг/поа 7 и 8, образующих в области расположения транзистора запредельный оолнопод в диапазоне рабочих частот усилителя.

Величина волнового сопротивления П- обрззного йопновода для данного сечения (axb) определяется высотой зазора d и шириной гребня s следующим соотношением:

120д1

л2

А1

1 VTST

„llL ll1In(jLZil

„i + .-.,

I А | - « + (SLLS ) + А х

IAI 2 + 2д + b

.,±ZJL

sl(g-V-) sinaf э - s ) ч

---. .-.X.

2д }

определений значений бирэют р.;;г. -зри подвижных штыр приме-р поперечное еечонио ш длина и.ты,1 опрэдсляетсй сечени сода i шириной зззоро з. Количерей определяется «з расчета.

я -

где п - число штырей;

Ли - дпинз волны на нижней частоте рабочего диапазона.

Длина плавного перехода выбирается порядка Аь- Свободный ход штырей 12 в

.

вертикальном направлении параллельно уз кой стенке волновода должен разняться примерно четверти длины волны в нижней части рабочего диапазона. Размеры вставки

.

10

,

15

20

25

30 а

35 40

45

50

10, на которой устанавливается транзистор 9, определяется геометрией кристалла и сечением волновода. Петли 3 и 4 связи определяются высотой зазора d.

После выбора сечения волноподз, размеров гребня и держателя порядок иключс- ния следующий. Устанавливают кристалл транзистора 9 в держателе 10 и фиксируют его с помощью петель 3 и 4 связи за счет механического прижима либо пайки. Держатель 10 с транзистором 9 устанавливают в корпусе 2 и фиксируют с помощью винта 11. Постоянное смещение подают на транзистор через клеммы 5 и 6.

Для настройки (согласования) транзистора 9 с волноводом необходимо вращением гайки 13 произвести смещение определенного штыря либо нескольких штырей на входе и выходе транзистора таким сорэзом. чтобы получить желаемый вид амплитудно-частотной характеристики на выходе волновода.

Достоинством данного устройс.тпа р.нля- ется простота настройки, связанная с возможностью плзаной регулировки как местоположения штыря в направлении от сходной (выходной) петли связи, тзк и в но- правлении вдоль продольных осей штырей. При этом в зависимости от требований к амплитудно-частотной характеристике устройства можно использовать как одноипы- ревой, так и ммогоштырсеой методы согласования оходэ и выхода транзистора.

Формула изобретения

Устройство включения транзистора к волновод, содержащее отрезок волновода с гребнем, установленным на середине ого перкой широкой стенки и расположенным о . Е-плоекости. и транзистор с держателем, установленным з отверстии на широкой стенке, зззор между гребнем и сторон широкой стенкой сиполнен с уменьшением от концов отрезка золнопода к его середине, и цепи подзчи смещения транзистора, подключенные ч элементам связи, отличи ю щ е е с я тем. что, с целью упрощение настройки, гребень выполнен в виде примыкающих один к другому штырей, которые установлены с возможностью перемещения вдоль их продольных осей, а цепи подэчн смещения транзистора ргзмещены из держателе, который выполнен с выступами, гальванически соединенными с гребнем.

15 Ь Ю Я /«

Я№J