CC BY
27
Известия ТРТУ
Специальный выпуск
УДК 621.396. 677
П. Ю. Волощенко
ИССЛЕДОВАНИЕ ОТРАЖАЮЩЕГО АКТИВНОГО УСТРОЙСТВА НА ДВУХ ЛАВИННО-ПРОЛЕТНЫХ ДИОДАХ
Для повышения уровня выходной мощности твердотельных генераторов СВЧ- и КВЧ-диапазонов используют усилители на одном или нескольких лавинно-пролетных диодах (ЛПД), размещенные в антенном тракте передающих устройств. Однако известные схемы совместной работы усилительных ЛПД выполняются в виде сложных колебательных систем [1]. Поэтому представляется перспективным путь компоновки антенны и активного полупроводникового прибора в единое устройство и суммирование усиливаемой мощности отдельных ЛПД в свободном пространстве.
В докладе описываются результаты экспериментального исследования характеристик активного устройства трехсантиметрового диапазона длин волн, состоящего из двух конструктивно идентичных усиливающих модулей на ЛПД при их совместной работе в пространстве. Модуль состоит из приемопередающей пирамидальной рупорной антенны и усилительной секции на ЛПД типа 2А7 06 с короткозамкнутым отрезком волновода, включенной по схеме «на отражение». При настройке в волноводном трак -е отдельная секция обеспечивает коэффициент усиления не менее 10 дБ и пЬлосу усиливаемых частот 7—8 %.
Экспериментальное исследование двухдиодного устройства проводилось в безэховой камере на радиолокационном стенде, предназначенном для измерения характеристик антенных устройств. Плоскость раскрыва антенн модулей ориентировалась перпендикулярно направлению распространения электромагнитной волны, и установка настраивалась на максимум отраженного сигнала от двухдиодного устройства. Измерялись зависимости коэффициента отражения мощности устройства на ЛПД от частоты падающего колебания для случаев отдельной и совместной работы усилителей при номинальном режиме и выключенном питании диодов. Разность значений этих характеристик позволяет рассчитать коэффициент усиления и рабочий диапазон частот двухдиодного активного устройства СВЧ.
На рисунке приведены зависимости коэффициента усиления С(дБ) двухдиодного устройства от частоты падающего сигнала I при различной настрой-
ке центральных частот полос усиления первой и второй Ъ усилительных
/о /о
секций.
График 1 имеет вид трехгорбой кривой и соответствует настройке усилительных секций на центральные частоты /1 = 0,95/0; /2 = 1,025/0 (А/ -= /1 - /2 = 0,075/о), усредненная величина коэффициента усиления Оер в этом случае составляет 10 дБ, полоса усиления по уровню Стср— 3 дБ = 15'/;, площадь усиления 4,7 ГГц. Из графика видно, что кривая 1 имеет три экстремальных значения коэффициента й, равные 12 дБ, 24 дБ, и 14 дБ на соответствующих частотах О,95/0; О,99/0; 1,О25/0 сигнала; в полосе перекрытия амплитудно-частотных характеристик усилительных секций коэффициенты усиления суммируются и величина О двухдиодного устройства возрастает до 24 дБ.
Секция радиотехнической электроники
Двухгорбая характеристика 2 соответствует настройке усилительных секций активного устройства на центральные частоты /( = 0,95/0, /2 = 1,О125/0 (Д/ = 0,0625/ц). При этом усредненный коэффициент усиления Сср возрастает до 12 дБ, а полоса усиления сужается до 11,5%; увеличивается величина й в экстремальных точках кривой 2: на частоте 0,095/о значение 0=15 дБ, а для частоты 1,0125/о значение С равно 22 дБ.
График 3 характеризует настройку усилительных секций модулей двухдиодного устройства на центральные частоты /1 = 1,019/0, /2= 1,024/о (Д/ = = 0,005/0). Видно, что кривая 3 имеет один горб и максимальный коэффициент усиления составил 33 дБ на частоте 1,023/0, полоса усиления устройства 1%
Измерения показали, что при совместной работе модулей путем сближения центральных частот полос усиления можно добиться возрастания суммарного коэффициента усиления двухдиодной структуры до значений, существенно превышающих арифметическую сумму максимальных коэффициентов усиления отдельно работающих модулей. Для перекрытия широкого частотного диапазона активного устройства необходимо использовать ряд УЛПД, настроенных так, что полосы усиления модулей последовательно перекрывают всю его рабочую полосу частот, а интервал между центральными частотами сопрягаемых модулей выбирать из условия обеспечения требуемого значения суммарного коэффициента усиления в диапазоне перекрытия полос пропускания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Малышев В. А. Бортовые активные устройства сверхвысоких частот. Л.: Судостроение, 1990.
