Сверхширокополосный усилитель сверхвысокой частоты
Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к усилителям сверхвысокой частоты (СВЧ) и может быть использовано для усиления сигналов СВЧ в радиоэлектронной аппаратуре. В цепь эмиттера транзистора включаются, подключенные к нему две дополнительные цепи. Одна цепь состоит из последовательно включенных резистора и конденсатора. Другая цепь состоит из отрезка разомкнутой на конце микрополосковой линии длиной близкой к четверти длины волны в линии на верхней частоте рабочего диапазона частот. В цепь параллельной отрицательной обратной связи, соединяющей коллектор и базу транзистора, к базе последовательно включается дополнительная индуктивность. Последовательно, с резистором соединяющим базу транзистора с корпусом и с резистором коллекторной нагрузки транзистора, включаются дополнительные индуктивности. Полезная модель решает задачу по расширению полосы рабочих частот при сохранении плоской формы амплитудно-частотной характеристики усилителя.
Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к усилителям сверхвысокой частоты (СВЧ) и может быть использовано для усиления сигналов СВЧ в радиоэлектронной аппаратуре.
К сверхширокополосным усилителям СВЧ относятся усилители с полосой пропускания больше двух октав. Главной проблемой проектирования таких усилителей является значительный перепад в коэффициенте передачи транзистора на крайних частотах полосы пропускания.
Известны сверхширокополосные усилители СВЧ (Шварц Н.З. Линейные транзисторные усилители СВЧ, Москва, «Советское радио», 1980 г.), использующие широкополосные согласующе - выравнивающие цепи с диссипативными элементами.
Известны также (Шварц Н.З. Линейные транзисторные усилители СВЧ, Москва, «Советское радио», 1980 г.) сверхширокополосные усилители СВЧ использующие отрицательные обратные связи.
В транзисторном усилителе (Sturzu P. Build a 12 actave hybrid amplifiers. - Microwaves, 1974, v.13, №6.) используется параллельно-последовательная отрицательная обратная связь в сочетании с согласующими цепями. В качестве элемента последовательной отрицательной обратной связи используется резистор, включенный в цепь эмиттера транзистора. В данном усилителе, как правило, используются маломощные транзисторы с высокой граничной частотой. При использовании в таком усилителе транзисторов средней мощности, параметры усилителей ухудшаются, потому что, более мощные транзисторы имеют, как правило и более низкие входные и выходные сопротивления и более худшие частотные свойства.
Недостатками рассматриваемого решения являются недостаточно широкая полоса частот в которой амплитудно-частотная характеристика усилителя имеет плоскую форму и минимальные значения коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) входа и выхода усилителя. Этот усилитель является наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой полезной моделью.
Задачей, на решение которой направлено создание полезной модели является расширение арсенала технических средств указанного назначения, с одновременным улучшением его эксплуатационных характеристик. Техническими результатами при реализации полезной модели являются, в частности, расширение полосы рабочих частот при сохранении плоской формы амплитудно-частотной характеристики усилителя и понижение КСВН.
Влияние на достижение указанных технических результатов оказывают нижеприведенные отличительные признаки. В цепь эмиттера транзистора включаются, подключенные к нему две дополнительные цепи. Одна цепь состоит из последовательно включенных резистора и конденсатора. Другая цепь состоит из отрезка разомкнутой на конце микрополосковой линии длиной близкой к четверти длины волны в линии на верхней частоте рабочего диапазона частот. В цепь параллельной отрицательной обратной связи, соединяющей коллектор и базу транзистора, к базе последовательно включается дополнительная индуктивность. Последовательно, с резистором соединяющим базу транзистора с корпусом и с резистором коллекторной нагрузки транзистора, включаются дополнительные индуктивности. В результате этих изменений элементы отрицательной обратной связи и сопротивление коллекторной нагрузки транзистора приобретают необходимый частотно-зависимый характер, под действием которого, происходит уменьшение изменений коэффициента передачи усилителя, входного и выходного сопротивлений усилителя в полосе рабочих частот.
На Фиг.1 приведена схема сверхширокополосного усилителя СВЧ
Сверхширокополосный усилитель СВЧ состоит из следующих элементов в порядке показанном на фиг.1.
Сверхширокополосный усилитель сверхвысокой частоты, содержит транзистор 1, первый конденсатор 15, первый вывод которого является входом усилителя, а второй вывод подключен через первый отрезок микрополосковой линии 14 с базой транзистора, первый резистор 2, первый вывод которого подключен к точке соединения первого конденсатора и первой микрополосковой линии, а второй вывод подключен к корпусу, второй резистор 6, первый вывод которого подключен к эмиттеру транзистора, а второй вывод подключен к корпусу; третий резистор 3, первый вывод которого подключен к базе транзистора, а второй вывод подключен к точке соединения первых выводов четвертого резистора 4 и второго конденсатора 17, а вторые выводы четвертого резистора и второго конденсатора соединены между собой и подключены к первому выводу первой индуктивности 12, второй вывод первой индуктивности подключен к коллектору транзистора, пятый резистор 5, первый вывод которого подключен к коллектору транзистора, а на второй вывод предназначен для подачи напряжения от источника питания; третий конденсатор 18, первый вывод которого подключен ко второму выводу пятого резистора, а второй вывод подключен к корпусу, четвертый конденсатор 16, первый вывод которого подключен к коллектору транзистора, а второй вывод является выходом усилителя, вторую индуктивность 10, первый вывод которой подключен ко второму выводу первого резистора, а второй вывод подключен к корпусу, третья индуктивность 11, первый вывод которой подключен ко второму выводу третьего резистора, а второй вывод подключен к базе транзистора; четвертая индуктивность 13, первый вывод которой подключен ко второму выводу пятого резистора, а второй вывод предназначен для подачи напряжения от источника питания, пятый конденсатор 8, первый вывод которого подключен к эмиттеру транзистора, а второй вывод подключен к первому выводу шестого резистора 7, второй вывод которого
подключен к корпусу; второй отрезок микрополосковой линии 9, разомкнутый на конце, вывод которого подключен к эмиттеру транзистора. Сверхширокополосный усилитель работает следующим образом. Цепь усилителя, выполненная на микрополосковой линии 14, выполняет функцию согласования транзистора 1 на верхних частотах полосы пропускания, цепи частотнозависимой отрицательной обратной связи осуществляют выравнивание коэффициента передачи усилителя в полосе пропускания и получение требуемых входного и выходного сопротивлений. Включение в усилитель дополнительных элементов 7, 8, 9, 10, 11, 13 позволяет расширить полосу пропускания усилителя, в которой реализуется плоская амплитудно-частотная характеристика и минимальные значения КСВН входа и выхода усилителя.
Сверхширокополосный усилитель сверхвысокой частоты, содержащий транзистор; первый конденсатор, первый вывод которого является входом усилителя, а второй вывод подключен через первый отрезок микрополосковой линии с базой транзистора; первый резистор, первый вывод которого подключен к точке соединения первого конденсатора и первой микрополосковой линии, а второй вывод подключен к корпусу; второй резистор, первый вывод которого подключен к эмиттеру транзистора, а второй вывод подключен к корпусу; третий резистор, первый вывод которого подключен к базе транзистора, а второй вывод подключен к точке соединения первых выводов четвертого резистора и второго конденсатора, а вторые выводы четвертого резистора и второго конденсатора соединены между собой и подключены к первому выводу первой индуктивности, второй выход первой индуктивности подключен к коллектору транзистора; пятый резистор, первый вывод которого подключен к коллектору транзистора, а второй вывод предназначен для подачи напряжения от источника питания; третий конденсатор, первый вывод которого подключен ко второму выводу пятого резистора, а второй вывод подключен к корпусу; четвертый конденсатор, первый вывод которого подключен к коллектору транзистора, а второй вывод является выходом усилителя, отличающийся тем, что, в усилитель введены вторая индуктивность, первый выход которой подключен ко второму выводу первого резистора, а второй вывод подключен к корпусу; третья индуктивность, первый вывод которой подключен ко второму выводу третьего резистора, а второй вывод подключен к базе транзистора; четвертая индуктивность, первый вывод которой подключен ко второму выводу пятого резистора, а второй вывод предназначен для подачи напряжения от источника питания; пятый конденсатор, первый вывод которого подключен к эмиттеру транзистора, а второй вывод подключен к первому выводу шестого резистора, второй вывод которого подключен к корпусу; второй отрезок микрополосковой линии, разомкнутый на конце, вывод которого подключен к эмиттеру транзистора.
