МАЛОШУМЯЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОГРАНИЧИТЕЛЕМ НА ВХОДЕ В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ

April 27, 2012 by admin Комментировать »

Сундучков И. К. ОАО НПП «Сатурн» Киев-148, пр. 50 лет. Октября, 2б, г. Киев, Украина Тел. (044) 407-93-72

Аннотация – В докладе изложены результаты разработки в мм диапазоне малошумящего усилителя с ограничителем на входе. Показаны топология, схема ограничителя и обсуждены приведенные характеристики.

I.  Введение

Антенные комплексы приемных спутниковых систем связи, как правило, комплектуются малошумя- щими усилителями, которые размешаются в непосредственной близости у зеркала антенны [6, 14, 19]. Это эффективно снижает эквивалентную шумовую температуру системы, однако, климатическое воздействие изменяет общий коэффициент усиления. Это обстоятельство налагает более жесткие требования к энергетике элементов канала и динамическому диапазону усилителя.

б)

Рис. 1. а- топология ограничителя; б – схема принципиальная электрическая ограничителя.

Иногда приемное входное устройство принимает сигнал либо помеху настолько большой мощности, что входной МШУ входит в режим ограничения либо сгорает от перегрузки. В этом случае для исключения указанных эффектов на входе МШУ включают ограничитель мощности.

II.  Основная часть

Автоматическая регулировка усиления (АРУ), работающая от датчика температуры, может при соответствующей настройке существенно уменьшить изменение коэффициента усиления в малошумящем усилителе. Исполнительный элемент (p-i-n аттенюатор) устанавливался между двумя двухкаскадными усилителями.

Полученные результаты [20] стабилизации коэффициента усиления многокаскадного входного малошумящего усилителя в Ка-диапазоне до величины менее 1 дБ при изменении температуры окружающей среды от минус 40°С до плюс 60°С полностью отвечают требованиям, предъявленным ко входным усилителям приемо-передающих комплексов земных станций спутниковых систем связи.

Конструкция и параметры малошумящего усилителя миллиметрового диапазона длин волн, для которого необходим входной ограничитель мощности, приведены в работе автора [6].

Основные результаты разработки ограничителя мощности входного сигнала приведены ниже.

Входной ограничитель мощности на диодах имеет порог срабатывания при входной мощности сигнала равной 1+2 мВт. Схема ограничителя и его топология представлены на рис. 1 а, б. Коэффициент передачи ограничителя в диапазоне частот 31+38 ГГц в двух режимах («диоды закрыты» и «диоды открыты») приведены на рис. 2. Зависимость коэффициента передачи ограничителя от величины входной мощности сигнала показана на рис. 3.

В ограничителе использованы GaAs диоды типа 2А55А (разработка ОАО НПП «Сатурн») в качестве датчика уровня входной мощности. В роли исполнительного механизма ослабления сигнала применен p-i-n диод. В качестве усилителя сигнала датчика применена микросхема компаратора типа ЛМ211. Микрополосковая плата выполнена на кварце толщиной 0,3 мм.

Fig. 1. a- topology of the input power limiter; b – basic electric circuit of the input power limiter

Рис. 3. Зависимость коэффициента передачи ограничителя от величины входной мощности сигнала.

Fig. 3. Dependence of transfer constant of the input power limiter on input signal power level.

Измерения проводились на частоте f = 36 ГГц. При возрастании мощности входного сигнала до 2-х мВт ослабление сигнала в ограничителе составило – 27дБ. Начальные потери в ограничителе равны -2дБ.

Методики экспериментальных исследований, расчета погрешностей и неидентичности характеристик у образцов из одной партии малой серии приведены в работах автора [7-8].

I.     Заключение

Удачное сочетание GaAs диода с барьером Шотки в качестве датчика уровня сигнала с p-i-n диодами, ограничивающими мощность сигнала поступающего на малошумящий усилитель, позволило создать достаточно простой и эффективный ограничитель мощности в миллиметровом диапазоне длин волн.

II.   Список литературы

[1]  Сундучков К. С., Макаров А. А., Сундучков И. К. Приемные системы радиосвязи и телевидения «Прац1 УНД1РТ», 2003 г., № 4 (36), стр. 39-49.

[2]  Чмиль В. М., Сундучков К. С., Сундучков И. К. Техника и технология систем миллиметровых волн. «Технология и конструирование в электронной аппаратуре». № 4,

2003г., стр. 6-14.

[3]  Сундучков К. С., Макаров А. А., Нарытник Т. Н., Сундучков И. К. Распределительные системы телевещания и мультимедиа. Прац1 УНД1РТ., г. Одесса, 2003г., № 3(35), стр. 17-20.

[4]  Сундучков И. К., Яковлев И. В. Компенсация температурного ухода усиления в малошумящем усилителе Ка- диапазона. Радиотехника. Всеукраинский межведомственный научно-технический сборник.

ХНУРЭ, г. Харьков, вып. 137, 2004 г.

[5] Сундучков К. С., Сундучков И. К., Яковлев И. В., Шелковников Б. Н., Рябчук А. Ф., Хитровский В. А., Кирюша А. М. Конвертор для приема телевидения в диапазоне частот 40 ГГц. ISSN 0021 – 3470. Радиоэлектроника. Известия ВУЗ-, КПИ, г. Киев, 1999г., №11, стр. 50 – 53.

[6] Чмиль В. М., Сундучков И. К. Малошумящий усилитель диапазона рабочих частот 35-37 ГГц. Радиотехника. Всеукраинский межведомственный научно-технический сборник. Тематический выпуск „Проблемы телекоммуникаций». ХНУРЭ, г. Харьков, вып. 128, 2002 г., стр. 216-218.

[7] Сундучков И. К. Экспериментальные исследования случайных погрешностей измерения характеристик малошумящих усилителей в миллиметровом диапазоне. ISSN 0021 -3470. Радиоэлектроника. Известия ВУЗ—, КПИ,

г. Киев, 2004г., № 5, стр. 61 – 68.

[8] Сундучков И. К. Методика определения неидентичности параметров между образцами МШУ в миллиметровом диапазоне. Материалы 13-й Международной конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Крым, Севастополь, Украина, 8-12 сентября,

2003 г., стр. 150-152.

ММ-WAVE LOW NOISE AMPLIFIER WITH INPUT POWER LIMITER

Sunduchkov I. K.

OJS “SPE “Saturn"

2-B, 50-richcha Zhovtnia prospect,

Kyiv-148, 03148, Ukraine Phone: (044) 407-93-72

Abstract – The results of development of low noise amplifier with the input signal power limiter are presented. The topology, the circuit of the input power limiter are shown and the resulted characteristics are discussed.

I.  Main part

The input power limiter on diodes is developed. It has a threshold of operation at input power of a signal 1-2 mW. The circuit of the input power limiter and its topology are shown in Fig. 1a and 1b. Transfer constant of the input power limiter within 31-38 GHz frequency band in two modes (« diodes are closed » and « diodes are open ») are presented in Fig. 2. Dependence of transfer constant of the input power limiter on input power signal level is shown in Fig. 3.

GaAs diodes such as 2A55A (it is the creation of OJS “SPE” Saturn”) are used in the input power limiter as a sensor of input power level. Pin-diode is applied as an executive mechanism of signal attenuation. Comparator microcircuit (such as LM211) is applied as an amplifier of sensor signal.

The measurements were carried out at 36 GHz frequency. Initial losses of the limiter are -2 dB.

II.  Conclusion

Application of Shottky GaAs diode in combination with pin- diodes has allowed to develop the effective input power limiter for mm-wave low noise amplifier.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты