Рис. 6.2. Схемы включения регенеративных усилителей (РУ): на отражение - а; на проход - б; А - антенна; Ц- циркулятор; Пр - приемник; СН - согласованная нагрузка; В1 и В2 - ферритовые вентили

ВОЛНЫ И позволяют поэтому разделить прямую и отраженную волны. Сигнал из антенны А (рис. 6.2, а) поступает на вход циркулятора I, усиливается в регенеративном усилителе РУ, подключаемом ко входу 2; отраженная волна поступает от входа 2 ко входу 5, к которому подключается основной супергетеродинный приемник Пр. Отраженная от приемника (вследствие плохого согласования) волна поглощается согласованной нагрузкой СН, подключаемой ко входу 4. При хорошем согласовании нет необходимости в четвертом плече и можно ограничиться трехплечным или F-циркулятором. При необходимости обеспечить более надёжную развязку включают несколько (два или три) циркулятора, образующие пятиплечный циркулятор (см. п. 6.4).

В некоторых случаях можно реализовать регенеративный усилитель и по схеме четырехполюсника, когда сигнал подводится к резонатору по одной линии, а отводится с помощью другой линии (рис. 6.2, б). Входной вентиль ферритовый {В1) служит для развязки МШУ и источника, а выходной (S2) - для развязки МШУ от нагрузки.

6.2. Транзисторные усилители на СВЧ

Схемы усилителей

Микрополосковые СВЧ-усилители УБТ и УПТ представляют собой диэлектрическую плату, на которой нанесен рисунок пассивной схемы и припаяны или приварены навесные элементы, в частности - транзисторы. Такие платы представляют собой отрезки линий микрополосковых (МПЛ), щелевых (ЩЛ) или копланарных (КЛ) (см. гл. 14).

На рис. 6.3 показана схема двухкаскадного УБТ на МПЛ. Схема имеет параллельную {RS) и последовательную {R2, R5) обратные связи, стабилизирующие параметры усилителей. Низкочастотные резисторы R1...R5 выполнены по единой технологии. Емкости С2 порядка 70 пФ представляют собой проходные конденсаторы, соединяющие по СВЧ заземленную сторону платы с лицевой стороной через просверленные в керамике отверстия. Имеющиеся на входе и выходе фигурные зазоры (С1, СЗ) шириной 50 мкм и длиной, равной четверти длины волны н полосковой линии, развязывают цепи по постоянному току. В такой схеме, за исключением транзисторов, нет навесных элементов, что обусловливает ее высокую надежность [37].

На рис. 6.4 показаны электрическая (б) и топологическая (а) схемы двухкаскадного УБТ на ЩЛ. СВЧ транзисторы включены в месте присоединения к основной ЩЛ четвертьволновых щелевых закороченных резонаторов. Напряжения смещения подаются на металлизированные островки , ограни-

R1 /?4

a J- X J-

(TJ Выход

Рис. 6.3. Электрическая (a) и топологическая (б) схемы двухкаскадиого

- и МПЛ

Рис. 6.4. Транзисторный малошумящий усилитель иа ЩЛ: атопология, б схема по постоянному току

ченные от остальной металлизации вспомогательными ЩЛ, которые в местах пересечения с основной ЩЛ закорочены по СВЧ с помощью конденсаторов. Эмиттер второго транзистора расположен на островке , который ограничен вспомогательной ЩЛ, равной половине длины волны в линии. В центре этой вспомогательной ЩЛ, т. е. а расстоянии четверти длины волны от места подключения ее к основной ЩЛ, включен четвертьволновый щелевой коротко-замкнутый шлейф, исключающий влияние этого островка на параметры усилителя, С обратной стороны диэлектрической подложки нанесены резисто-

4= с/

.1 м

Выход

Вход SO Ом,

Выход 50 Ом

Рис. 6.5. Электрическая (а) и топологическая (б) схемы одного каскада усилителя на полевом транзисторе и коплаиариой линии передачи

ры смещения, связанные с островками смещения на лицевой стороне подложки прн помощи штырьков, проходяш(нх сквозь диэлектрик.

Такой четырехкаскадный усилитель на транзисторах 2Т3115А, выполненный на плате нз полнкора размером 48 X 30 X 1 мм с относительной диэлектрической проницаемостью 9,8, имел в полосе частот 15% коэффициент передачи 16 дБ и коэффициент шума не более 6 дБ.

На рнс. 6.5 показаны электрическая (а) н топологическая (б) схемы одно-каскадного УПТ на КЛ.

С появлением двухзатворных полевых транзисторов с барьером Шотткн (ПТШ) возникла возможность создания усилителей сигнальной и промежуточной частоты с глубокой АРУ. Например, двухкаскадный усилитель на ПТШ обеспечивает в полосе 4...8 ГГц уснленне 20 дБ и глубину регулирования 60 дБ прн изменении напряжения на втором затворе от--1,0 до - 2,0 В с сохранением равномерной АЧХ в полосе. Прн этом КСВ входа и выхода меняются незначительно.

В табл. 6.2 приведены основные данные некоторых биполярных, а в табл. 6.3 - полевых транзисторов СВЧ [78].

Расчет транзисторных усилителей СВЧ

Расчет усилителя начинают с выбора транзистора, имеющего коэффициент шума на 1...2 дБ ниже заданного для усилителя. Затем, задаваясь ориентировочно максимальным усилением на заданной частоте (8... 12 дБ), определяют число каскадов усилителя и вычисляют реальный коэффициент передачи каскада, а также элементы цепей согласования. Предварительно вычисляют нли измеряют элементы матрицы рассеяния S, транзистора на рабочей частоте (в виде модуля н фазы либо в комплексной форме а-\- \Ь). Расчет гранзисторных усили-