Совершенствование моделей и оптимизация конструкций гибридных узкополосных транзисторных усилителей коротковолновой части сантиметрового диапазона длин волн

• Автор: Манченко, Любовь Викторовна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Фрязино
• Количество страниц: 115 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ ПРИЕМНЫХ МОДУЛЕЙ САНТИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН
1.1 Введение
1.2 Метод расчета шумовых характеристик усилителей произвольной топологии
1.2.1 Постановка задачи
1.2.2 Описание метода
1.2.3 Расчет шумовых параметров линейной схемы
1.3 Анализ шумовых характеристик ПТШ и малошумящих усилителей
при воздействии на них импульсов СВЧ мощности
1.3.1 Постановка задачи
1.3.2 Оценка зависимости коэффициента шума ПТШ от мощности зондирующего импульса
1.3.3 Результаты исследований транзисторов
1.3.4 Анализ характеристик двухкаскадного малошумящего усилителя
1.4 Заключение
ГЛАВА.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЗКОПОЛОСНЫХ СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩИХ МОДУЛЕЙ САНТИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН
2.1 Введение
2.2 Проектирование гибридных малошумящих усилителей
2.3 Проектирование узкополосных мощных гибридных усилителей X-диапазона
2.3.1 Мощные внутрисогласованные транзисторы
2.3.2 Нелинейные модели гетероструктурных полевых транзисторов с субмикронным затвором

2.3.3 Моделирование согласующих цепей мощных ВСТ
2.3.4 Моделирование особенностей конструкции мощных ВСТ и усилителей
2.3.5 Исследование влияния трехмерных неоднородностей схемы на выходные характеристики мощных ВСТ
2.3.6 Исследование влияния трехмерных неоднородностей схемы на выходные характеристики двухкаскадного усилителя
2.4 Заключение
ГЛАВА 3. ПОДАВЛЕНИЕ ПАРАЗИТНОЙ ГЕНЕРАЦИИ В СВЧ УСИЛИТЕЛЯХ САНТИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН
3.1 Введение
3.2Устойчивость малошумящих усилителей сантиметрового диапазона длин волн
3.3 Устойчивость мощных усилителей сантиметрового диапазона длин волн
3.4Проектирование мощных каскадов усилителя двухсантиметрового диапазона длин волн
3.5 Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время транзисторные малошумящие усилители и усилители мощности широко применяются в приемных и передающих каналах РЛС, АФАР, системах связи, аппаратуре радиолокационного противодействия сантиметрового диапазона длин волн. Требования национальной безопасности приводят к необходимости разработки приемопередающих модулей (ППМ) для этих систем на отечественной элементной базе. Перспективы в совершенствовании ППМ связаны с применением СВЧ монолитных интегральных схем (МИС). Однако в настоящее время серийные отечественные МИС как малошумящих, так и мощных усилителей Х-диапазона еще не достигли параметров, которые требуются разработчикам современных радиоэлектронных систем.
Альтернативным решением МИС является использование гибридных и квазимонолитных схем. Наиболее дорогими и сложными из комплекта МИС для ППМ являются усилители мощности. Внутрисогласованные транзисторы (ВСТ) и мощные гибридные усилители уступают МИС по габаритам, но значительно более дешевы в разработке и изготовлении. Термином ВСТ обозначают схемы, исполняющие роль транзисторов, но имеющие в своем составе, помимо собственно транзисторов, элементы согласования импедансов и схемы сложения мощностей. Разработка отечественного мощного полевого транзистора с большой шириной затвора сделала возможной и разработку мощных ВСТ. Размеры ВСТ и гибридных усилителей в настоящее время являются приемлемыми для использования их в АФАР Х-диапазона. Появление нового типа транзистора вызывает необходимость расширения, углубления методов проектирования мощных усилителей с учетом имеющихся возможностей технологии их изготовления. Высокая плотность упаковки элементов в таких схемах предъявляет более высокие требования к точности их проектирования. Для выполнения заданных требований к мощным усилителям необходимы также новые конструктивные решения.

задачи применяются различные методы, от формирования входной цепи усилителя, мало чувствительной к изменениям импеданса нагрузки [21], до улучшения защитных устройств. Снижение уровня просачивающейся мощности за счет усиления защиты в режиме передачи ведет к увеличению потерь в режиме приема. При работе собственного передатчика могут приниматься дополнительные меры, как, например, включение на время работы передатчика дополнительной защиты, которая мало сказывается на потерях в режиме приема, отключение питания входного усилителя. В то же время потери, вносимые защитой от несинхронной помехи, могут быть уменьшены только за счет ее совершенствования. Для решения этой задачи важно знать, какой максимальный уровень импульсной мощности можно допустить на входе малошумящего СВЧ усилителя, при котором возможная потеря чувствительности приемного устройства не будет превышать некоторое приемлемое значение. При этом важным требованием является обеспечение малого времени (10...30 не) на восстановление свойств СВЧ-приемного устройства (коэффициентов усиления К и шума Т7) после окончания действия импульса просачивающейся мощности. Время восстановления определяется как быстродействием защитного устройства, так и временем восстановления СВЧ параметров входного МШУ. В зависимости от соотношения времени восстановления и длительности паузы между импульсами потеря чувствительности может приходиться или на часть паузы, или на всю паузу (при малых скважностях импульсного режима передатчика).
Известно, что под воздействием мощных входных импульсов коэффициент шума транзистора может заметно увеличиваться, а коэффициент усиления К уменьшаться. Время восстановления этих характеристик может быть довольно велико [22, 23], и иногда составляет десятки минут.
Одним из основных механизмов, отвечающих за этот эффект может быть перезарядка глубоких энергетических уровней в буферном слое,