МАЛОШУМЯЩИЕ УСИЛИТЕЛИ S-ДИАПАЗОНА

May 3, 2012 by admin Комментировать »

Коропец Е. М., Полянский А. В., Герасименко М. А., Кошель Н. С. Научно-исследовательский институт радиоэлектронных измерений Ул. Академика Павлова, 271, г. Харьков- 61054, Украина Тел.: (0752) 264279; e-mail: s112@niiri.kharkov.com

Рис. 1. Типовая микросборка усилителя Fig. 1. Standard microassembly of amplifier

Аннотация – Приведены характеристики малошумящих усилителей S диапазона космической системы связи с температурой шума не более 60 °К.

I.  Введение

В приемных устройствах бортовой и наземной аппаратуры космических систем связи актуальным является создание малошумящих усилителей (МШУ) с минимальным коэффициентом шума, минимальным потреблением, устойчивых к внешним воздействующим факторам.

Проведена разработка и внедрены в аппаратуре усилители S-диапазона с коэффициентом шума не более 60 °К, работающие в диапазоне температур 40- 50° К.

Разработка МШУ потребовала решения определенных задач по расчету и конструированию. В докладе приводится краткое описание методики расчета схем МШУ, их конструкций и полученные электрические параметры на разработанных узлах.

II.  Основная часть

Рис. 2. Частотные характеристики МШУ на транзисторах ATF10136 HEWLETT PACKARD, а- коэффициент усиления; 6- коэффициент шума.

Fig. 2 – Amplifier frequency characteristic ofATF10136 HEWLETT PACKARD on transistors, a- gain; 6- noise figure

Методика расчета топологии плат и элементов схем МШУ основана на алгоритме расчета длинных линий различных типов: несимметричных полосковых линий, компланарной линии, симметричной щелевой линии. Разработан пакет программ, позволяющий решать задачу синтеза данных линий указанных типов с поэтапной оптимизацией отдельных элементов цепи.

При конструировании МШУ применяются различные приемы, позволяющие уменьшить размеры разработанных плат:

минимальные геометрические размеры мик- рополосковых линий;

двустороннее расположение элементов на платах.

Конструктивно, разработанные МШУ представляют собой как отдельные микросборки, так и отдельные узлы СВЧ в герметизирующем и экранирующем корпусе. Микросборки усилителей – это гибридные интегральные микросхемы с платами на керамике Вк-100 (Поликор).

Типовая микросборка усилителя представлена на рисунке 1. Усилитель выполнен на 2-х транзисторах ATF 10136 HEWLETT PACKARD обеспечивающих на частоте 2 ГГц коэффициент усиления 16 дБ и коэффициент шума 50 °К. Частотная характеристика усилителя приведена на рисунке 2.

МШУ имеет следующие характеристики:

минимальный коэффициент шума (не более 60 °К);

коэффициент усиления не менее 24 дБ; неравномерность коэффициента усиления не более 1 дБ в диапазоне частот f0 ± 10 %; температура окружающей среды от – 40 до + 50 °С.

Устойчивость работы усилителя достигается за счет применения схемы включения транзисторов с однополярным питанием, заземленным затвором, наличием резистора автосмещения в цепи истока, а также за счет широкополосного согласования входных и выходных цепей с транзистором.

При конструировании корпусов усилителей была эффективно решена задача подавления паразитных обратных связей путем подавления типов колебаний с резонансными частотами, близкими к рабочему диапазону частот.

III.  Заключение

Разработаны: методика расчета МШУ и проектирование их для различных условий применения. Отработана оптимальная конструкция, позволяющая универсальное применение в составе различной аппаратуры, а также в виде отдельных узлов СВЧ диапазона.

I.     Список литературы

[1]  Бова Н. Т., Ефремов Ю. Г., Конин В. В. и др. Микроэлектронные устройства СВЧ. К.: Техжка, 1984.

[2]  Гвоздев В. И., Нефедов Е. И. Объемные интегральные схемы СВЧ. М.: Наука, 1985.

[3]  Гупта К., ГарджР., Чадха Р. Машинное проектирование СВЧ узлов. Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1987.

S-BAND LOW-NOISE AMPLIFIERS

Koropets Е. М., Polyansky А. V., Gerasimenko М. А., Koshel N. S.

Scientific research institute of radio engineering measurements 271, Akademika Pavlova Str., Kharkov, 61054, Ukraine phone: (0572) 264279 e-mail: s112@niiri.kharkov.com

Abstract – Characteristics of S-band low-noise amplifiers used in space communication system with noise temperature not exceeding 60 °K have been presented.

I.  Introduction

S-band amplifiers with noise ration not exceeding 60° K, operating in temperature range -40+ 50 °K, have been developed and implemented.

II.  Main part

The methods of calculating PCB layout and diagram components for LNA are based on calculation algorithms of long lines of various types: asymmetric stripe lines, coplanar lines, symmetric slot line. Software package, allowing to solve the task of synthesis of the present lines with stage-by-stage modification of separate circuit components, has been developed.

Physically, the developed LNAs are both separate microassemblies, and separate RF units in airtight and screening case. Amplifier microassemblies are hybrid integrated circuits with PCB of ceramics Вк-100 (Polycor).

Standard microassembly of amplifier is given in figure 1. The amplifier is built on 2 transistors ATF 10136 HEWLETT PACKARD, providing gain of 16 dB and noise ratio of 50 °K at 2 GHz frequency. Amplifier frequency characteristic is given in figure 2.

LNA has the following characteristics:

minimum noise ratio (not exceeding 60 °K); gain is not less than 24 dB;

gain ripple is not more than 1 dB in frequency range f0 ±

10              %;

ambient temperature from – 40 to + 50 °C.

III.  Conclusion

LNA calculation methods, development and design have been carried out for various operation conditions. Optimum design, permitting multi-purpose application, as a part of various equipment, as well as separate RF units, has been developed.

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