Сверхвысокочастотный усилитель мощности Советский патент 1993 года по МПК H03F1/42 

Ё

Использование: в СВЧ-трактах для усиления мощности. Сущность изобретения: устройство содержит усилительный каскад на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, последовательно соединенные элемент ВЧ-развязки и резистор, управляемый генератор тока, диод, последовательно соединенные входной направленный ответ- вител°ь и согласующе-трансформаторная цепь, и последовательно соединенные амплитудный детектор и компаратор. Выход со- гласующе-трансформаторной цепи соединен с эмиттером транзистора, первый вывод диода соединен с точкой соединения элемента ВЧ-развязки и резистора, второй вывод диода соединен с вторым выводом резистора и с общей шиной. 2 ил.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано, при разработке усилителей мощности.

Целью изобретения является снижение потребляемой мощности.

На фиг.1 приведена электрическая структурная схема сверхвысокочастотного усилителя мощности; на фиг.2 -- пример выполнения управляемого генератора тока.

Сверхвысокочастотный усилитель мощности (фиг. 1) содержит усилительный каскад 1, выполненный на транзисторе 2, включенном по схеме с общей базой, к эмиттеру которого подключены последовательно соединенные элемент 3 высокочастотной развязки и резистор 4. соответствующий вывод которого соединен с первым выводом диода 5, параллельно которому включен генератор

б тока, последовательно соединенные входной направленный ответвитель 7 и согласующе-трансформаторная цепь 8. соответствующий вывод которой соединен с эмиттером транзистора 2 усилительного каскада, к другому выводу направленного ответвителя 7 подключены последовательно соединенные амплитудный детектор 9 и компаратор 10, а первый вывод диода 5 соединен с точкой соединения элемента 3 высокочастотной развязки и резистора 4, при этом генератор 6 тока выполнен управляемым и вход управления соединен с выходом компаратора 10. Второй вывод диода 5 соединен с вторым выводом резистора 4 и с общей шиной. Кроме того, устройство содержит выходную согласующе-трансформа- торную цепь 11, первый вывод которой соединен с коллектором транзистора 2, а

00

Ј

о

00

второй вывод является выходом сверхвысокочастотного усилителя мощности.

Усилитель работает следующим образом.

. В отсутствии СВЧ-сигнала на входе напряжение на выходе амплитудного детектора 9, компаратора 10 и соответственно на входе управления генератора б тока отсутствует. Выходной ток генератора б тока также отсутствует. Транзистор 2 и диод 5 закрыт. Начальный ток утечки эмиттера транзистора 5 замыкается через резистор 4 на общую шину. При появлении СВЧ-сигнала на входе сверхвысокочастотного усилителя мощности часть его ответвляется направленным ответвителем 7 и детектируется амплитудным детектором 9. Появление напряжения на входе компаратора 10 вызывает его срабатывание и включение генератора 6 тока. Диод 5 открывается и через него начинает протекать ток генератора б тока. При дальнейшем увеличении мощности на входе сверхвысокочастотного усилителя мощности СВЧ-сигнал, прошедший через направленный ответвитель 7 и входную согласу- юще-трансформаторную цепь 8 на эмиттер транзистора 2 усилительного каскада 1, становится достаточным для открывания транзистора 2. Согласующе-трансформаторная цепь 8 обеспечивает передачу сигнала с соответ- , ствующего выхода направленного ответви- теля 7 на вход усилительного каскада 1с заданным коэффициентом передачи, Транзистор 2 открывается и происходит перераспределение тока генератора 6 тока между диодом 5 и эмиттерным переходом транзистора 2. При некоторой минимальной входной мощности диод 5 закрывается и весь ток генератора 6 тока втекает в эмит- терный переход тр|нзистора 2.

При дальнейшем увеличении входного СВЧ-сигнала ток эмиттера транзистора 2 стабилизируется на уровне, определяемом генератором 6 тока. Усиленный транзисто- ром 2 СВЧ-сигнал через выходную согласу- юще-транзисторную цепь 11 передается на выход устройства. При уменьшении СВЧ сигнала на входе устройство возвращается в исходное состояние. Таким образом, гене- ратор 6 тока находится во включенном состоянии только при наличии СВЧ-сигнала на входе сверхвысокочастотного усилителя мощности, что при импульсном характере СВЧ-сигнала на входе приводит к сниже- нию потребляемой устройством мощности.

На фиг,2 показан пример выполнения управляемого генератора 6 тока. Управляемый генератор б тока выполнен на полевом

транзисторе 12с изолированным затвором и индуцированным каналом п-типа, резисторе 13 и резисторе 14.

Делитель на резисторе 13 и резисторе 14 определяет значение тока управляемого генератора б тока во включенном состоянии.

Экспериментальные исследования заявляемого сверхвысокочастотного усилителя мощности показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения заявляемое устройство обеспечивает снижение потребляемой мощности в 4,5 раза, при скважности входного СВЧ-сигнала, равной двадцати.

Положительный эффект от предложенного технического решения максимален при его использовании в устройствах, в которых входной СВЧ-сигнал имеет импульсный характер с большой скважностью.

Технико-экономическая эффективность использования заявляемого сверхвысоко- частотного усилителя мощности, в составе передающего устройства, включает экономический эффект, обусловленный упроЩе- нием передающего устройства за счет применения блока источника питания меньшей мощности. Стоимость блока источника питания по данным завода Электроприбор составляет 2 тыс. руб., уменьшение его мощности в 4,5 раза вызовет уменьшение его стоимости до 1 тыс. руб, т.е. экономия от данного решения составит 2-1 1 тыс. руб.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Сверхвысокочастотный усилитель мощности, содержащий усилительный каскад, выполненный на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, к эмиттеру которого подключены последовательно соединенные элемент высокочастотной развязки и резистор, соответствующий вывод которого соединен с первым выводом диода, параллельно которому включен генератор тока, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, введены последовательно соединенные входной направленный ответвитель и согла- сующе-трансформаторная цепь, соответствующий вывод которой соединен с эмиттером транзистора усилительного каскада, к другому выводу входного направленного ответвителя подключены введенные последовательно соединенные амплитудный детектор и компаратор, а первый вывод диода соединен с точкой соединения элемента высокочастотной развязки и резистора, при этом генератор тока выполнен управляемым и вход управления соединен с выходом компаратора.

Риг. /

/j 6

Фаг.2