ГЕНЕРАТОР 8-ММ ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ

May 20, 2012 by admin Комментировать »

Косов А. С., Зотов В. А., Скулачев Д. П.

Институт Космических Исследований Российской Академии Наук (ИКИ РАН) Профсоюзная ул., д.84/32, Москва – 117997, Россия Тел.: +7(095) 3332267; e-mail: akosov@ieee.org Вальд-Перлов В. М.

ГУП НПП "Пульсар"

ГСП-5, Москва – 105187, Россия Тел.: (095) 3665677

Аннотация – Рассмотрен управляемый напряжением генератор диапазона 36-37 ГГц, состоящий из задающего генератора на полевом транзисторе ЗП608, управляемом по частоте варакторным диодом, и буферного усилителя, предназначенного для увеличения выходной мощности и развязки задающего генератора и нагрузки. Линейность частотной перестройки обеспечивается применением специального варакторного диода. Диапазон перестройки составляет не менее 1,5 ГГц, изменение крутизны перестройки не более 50%.

I.  Введение

Генераторы миллиметрового диапазона длин волн с линейной частотной перестройкой варакторным диодом находят применение в системах ближней локации, а также для использования в качестве Генератора Управляемого Напряжением (ГУН) в системах Фазовой Автоматической Подстройки Частоты (ФАПЧ) [1]. Одним из путей увеличения линейности перестройки является применение варакторного диода с оптимальной для получения линейности перестройки зависимостью емкости диода от напряжения управления. В качестве варактора был применен диод GMV9821-000, производства фирмы “Skyworks” США. Генератор выполнялся на полевом транзисторе ЗП608-А5. В качестве буферного усилителя был использован монолитный усилитель типа АА038Р2-

0,     производства также фирмы “Skyworks”.

II.  Основная часть

Блок-схема ГУН приведена на Рис.1.

Рис. 3. Измеренные характеристики ГУН.

Fig. 3. VCO diagrams

Результаты измерений показывают, что диапазон перестройки составляет около 1,7 ГГц (35,5 – 37,2 ГГц) при изменение напряжения на варакторном диоде от 0 до 15 В. Выходная мощность ГУН в диапазоне перестройки меняется от 16,9 до 17,7 dBm. Крутизна перестройки имеет максимум (около 150 МГц/В) при напряжение управления 4 В, и минимум (около 80 МГц/В) при напряжение управления 15 В.

III.  Заключение

Таким образом, разработан и исследован Генератор Управляемый Напряжением. Был получен диапазон перестройки от 35,7 до 37,2 ГГц. Выходная мощность генератора составила около 50 мВт, изменение в диапазоне перестройки не более 1 дБ. Изменение крутизны перестройки составляет не более 50% (от 80 до 150 МГц/В). Генератор выполнен в виде волноводного фланца размером 24 х 24 х 15 мм. Генераторы может найти применение в системах ближней радиолокации, а также для использования в качестве Генератора Управляемого Напряжением (ГУН) в системах Фазовой Автоматической Подстройки Частоты (ФАПЧ).

IV. Список литературы

[1 ] P. Denniss and S.E. Gibbs. "Solid-State Linear FM/CW Radar Systems – Their Promise and Their Problems." 1974 S- MTT International Microwave Symposium Digest of Technical Papers 74.1 (1974 [MWSYM]): 340-342.

THE KA-BAND VCO WITH LINEAR TUNING

KosovA. S., Zotov V. A., Skulachev D. P.

Space Research Institute Russian Academy of Sciences, IKI,

84/32, Profsouznaya ul., Moscow -117997, Russia phone: (095) 3332267 e-mail: akosov@ieee.org Vald-Perlov V. M.

Science & Production Enterprise “Pulsar”

GSP-5, Moscow, 105187- Russia Phone: (095) 3665677

Abstract – Ka-band varactor tuned VCO was considered. It consists of FET Master Oscillator and drive amplifier, intended for power gain and isolation of the master oscillator and the load. The linear tuning was due to GaAs Hyperabrupt Junction Varactor Diode made of “Skywork” Company. The tuning band was more than 1.5 GHz. Variation of tuning sensitivity was about 50%.

I.  Introduction

The VCO with linear tuning by varactor diode are used in short range radars and PLL systems [1]. In order to enhance tuning linearity, the special GaAs Hyperabrupt Junction Varactor Diode is used. It was GMV9821-000 diode manufactured by “Skywork” Company. The master oscillator was based on 3P608- A5 FET, manufactured by “Pulsar” Company. The drive amplifier was AA038P2-00, manufactured by “Skywork” company.

II.  Main part

The VCO was based on 3P608-A5 FET master oscillator. The positive feedback was due to transistor source capacitance equal to about 0.05 pF. The oscillator circuit contained also varactor diode capacitance, transistor gate capacitance and inductances of combining wires.

The special GaAs Hyperabrupt Junction Varactor Diode was used for frequency tuning. Formula (1) shows Cv vs VR dependence. Table 1 shows the measurement data.

The signal from master oscillator was used as input for drive amplifier. The monolithic circuit AA038P2-00, manufactured by “Skywork” company, was used as drive amplifier. The drive amplifier had 50 mW output power and about 40 dB isolation. The waveguide – microstripe transition was used to transform waveguide impedance to 50 Ohms needed for drive amplifier output. The quartz was used as the transition substrate.

The VCO photo is shown in Fig.2. It is possible to see the varactor diode, FET, drive amplifier, waveguide – microstrip transition and waveguide with dimensions 7.2 x 3.4 mm.

The oscillator power supply was +6 V @ 200 mA. The tuning voltage range was from 0 to +15 V. The oscillator measurement data are shown in Fig.3.

The plots show oscillating frequency, tuning sensitivity and output power as functions of tuning voltage. The frequency tuning range was about 1.7 GHz (from 35.5 to 37.2 GHz) when the tuning voltage was changed from 0 to +15 V. The variation of the output power in tuning range was from 16.9 to 17.7 dBm. The tuning sensitivity had maximum about 150 MHz/V at VR = +4 V and minimum about 80 MHz/V at VR = +15 V.

III.  Conclusion

The millimeter wave VCO have been developed. The tuning range was from 35.7 to 37.2 GHz. The output power was about 50 mW, the variation in tuning range was no more 1 dB. The variation of tuning sensitivity was no more than 50% (from 80 MHz/V to 150 MHz/V). The oscillator had dimensions 24 x 24 x 15 mm. The VCO can be used in short range radars and in PLL systems.

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