Малошумящий транзисторный усилитель Советский патент 1992 года по МПК H03F3/60 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения, в частности, в малошумящих СВЧ приемных системах.

Известен транзисторный усилитель по патенту США № 4500847, кл. Н 03 F 3/16, опублик. 1985, который содержит переменный согласующий транзистор, выполненный в виде рычага, образующего совместно с полосковой линией передачи четвертьволновый трансформатор, установленный с возможностью перемещения вдоль направления распространения электромагнитной волны.

Из известных устройств наиболее близким по конструктивным признакам является транзисторный усилитель, описанный в IEEE Trans.. 1980, МТТ-28, pp. 1041-1054, который выбран в качестве прототипа. Усилитель имеет корпус с прямоугольным каналом, полевой транзистор, согласующие цепи, выполненные в виде отрезков полосковой линии передачи, подстроечные элементы, выполненные в виде винтов диаметром До /4 и установленные с возможностью перемещения ортогонально внутренним проводникам полосковой линии, цепи питания, выполненные в виде фильтров низкой частоты.

Недостатками транзисторного усилителя по прототипу является нестабильность настройки, связанная с невозможностью обеспечения надежного электрического контакта по всему периметру винта, а также узкополосность согласования, определяемая конструкцией согласующих цепей,

Целью настоящего изобретения является повышение стабильности настройки при расширении полосы пропускания.

Использование изобретения позволяет оптимально уменьшить потери мощности

О

го

полезного сигнала на излучение из канала во внешнюю среду, а также дает возможность реализаций широкополосного режима настройки с низким уровнем шумов при имеющихся значительных разбросах импе- дансных параметров транзисторов.

Повышение стабильности настройки при комнатных температурах, а также при подстройке при охлаждении до криогенных температур, повышает производительность труда настройщика.

Все это вместе взятое позволит снизить расходы на проектирование, испытание и изготовление устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в малошумящем СВЧ транзисторном усилителе, содержащем корпус прямоугольного сечения, в котором расположены отрезки внутренних проводников, транзистор, общий электрод которого соединен с корпусом, а два других электрода - с отрезками внутренних проводников, входную и выходную согласующие цепи с четвертьволновыми подстроечными элементами, установленными с возможностью ортогонального перемещения относительно внутренних проводников, согласно изобретению, подстроечные элементы выполнены в виде, по крайней мере, двух металлических прямоугольных вставок, отделенных один от другого и от боковых поверхностей корпуса зазорами, заполненными диэлектриком, при этом размер каждой вставки вдоль направления ее перемещения равен АО /4Уе, где АО-длина рабочей волны в свободном пространстве, Ј - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема малошумящего СВЧ транзисторного усилителя.

На фиг. 2 - конструкция входной согласующей цепи на двух прямоугольных вставках.

Транзисторный усилитель содержит полевой транзистор 1, включенный по схеме с общим истоком, затвор которого соединен через входную согласующую цепь 2 с входным СВЧ разъемом, а сток соединен через выходную согласующую цепь 3 с выходным СВЧ разъемом. Фильтры 4 и 5 низкой частоты служат для подачи напряжения питания на транзистор и развязки СВЧ цепей от цепей питания.

Согласующая цепь, представленная на фиг. 2, содержит корпус 6, внутри которого выполнен прямоугольный канал 7, в нижней части которого расположен внутренний проводник 8, один конец которого переходит во входной СВЧ разъем (не показан), а другой конец соединен с затвором транзистора. В верхней части канала расположены две металлические вставки 9, отделенные

5 друг от друга и от рабочих поверхностей стенок канала 7 тонким слоем диэлектрика 10.

Прямоугольные вставки 9 снабжены отверстиями с внутренней резьбой, с которой

0 взаимодействуют шпильки 11, имеющие резьбу 12. Буртик 13 зажимается между корпусом 6 и крышкой 14 посредством пружинной шайбы (не показана). В верхней части шпилек 11 выполнены шлицы 15.

5 Работа устройства осуществляется следующим образом. Полезный сигнал, который необходимо усилить, поступает через входной СВЧ разъем и входную, оптимально настроенную согласующую цепь 2 на

0 входной вывод транзистора 1. Затем усиленный транзистором 1 полезный сигнал через выходную, также оптимально настроенную согласующую цепь 3 поступает на выходной СВЧ разъем. Напряжения пи5 тания подаются на выводы транзистора 1 через фильтры низкой частоты 4 и 5, которые предотвращают излучение полезного сигнала по цепям питания.

Оптимальная настройка согласующих

0 цепей 2 и 3 в требуемой полосе частот происходит при воздействии инструментом на шлицы 15, при этом шпильки 11 вращаются, поскольку буртики 13 ограничивают их перемещение вдоль оси вращения, пря5 моугольные вставки 9 поднимаются или опускаются по резьбе 12 шпилек 11 в зависимости от направления их вращения. Таким образом, вращая резьбовые шпильки 11, можно изменять положение вставок 9

0 относительно внутренних проводников 8 и, следовательно, изменять волновые сопротивления ступенек согласующего трансформатора, образованного вставками 9 совместно с внутренними проводниками 8 и

5 поверхностью канала 7.

Формула изобретения Малошумящий транзисторный усилитель, содержащий корпус прямоугольного сечения, в котором расположены отрезки

0 внутренний проводников, транзистор, общий электрод которого соединен с корпусом, а два других электрода - с отрезками внутренних проводников, входную и выходную согласующие цепи с четвертьволновыми

5 подстроечными элементами, установленными с возможностью ортогонального перемещения относительно внутренних проводников, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности настройки при

расширении полосы пропускания, подстроечные элементы выполнены в виде по крайней мере, двух металлических прямоугольных вставок, отделенных одна от другой йот боковых поверхностей корпуса зазорами,

мер каждой вставки вдоль направления ее перемещения равен АО , где АО - длина рабочей волны в свободном пространстве, Ј относительная диэлектрическая

Предложен малошумящий транзисторный усилитель, который может быть использован в малошумящих приемных системах связи, радиолокации и т.д. Малошумящий транзисторный усилитель выполнен в корпусе прямоугольного сечения, в котором установлены согласующие цепи с четвертьволновыми подстроечными элементами, Для расширения полосы пропускания при повышении стабильности настройки подстроенные элементы выполняют в виде металлических прямоугольных вставок, отделенных друг от друга и от боковых стенок корпуса зазорами, заполненными диэлектриком. 2 ил.

заполненными диэлектриком, при этом раз- 5 проницаемость диэлектрика.

У

ft источнику питания (Риг. 1

4ч

8