Коропець Є. М., Полянський А. В., Герасименко М. А., Кошель М. С. Науково-дослідний інститут радіоелектронних вимірювань Вул. Академіка Павлова, 271, м. Харків-61054, Україна Тел.: (0752) 264279; e-mail: s112@niiri.kharkov.com

Рис. 1. Типова мікрозбірка підсилювача Fig. 1. Standard microassembly of amplifier

Анотація – Наведено характеристики малошумящих підсилювачів S діапазону космічної системи зв’язку з температурою шуму не більше 60 ° К.

I. Вступ

У приймальних пристроях бортової і наземної апаратури космічних систем зв’язку актуальним є створення малошумящих підсилювачів (МШУ) з мінімальним коефіцієнтом шуму, мінімальним споживанням, стійких до зовнішніх чинників, що впливають.

Проведена розробка та впроваджені в апаратурі підсилювачі S-діапазону з коефіцієнтом шуму не більше 60 ° К, що працюють в діапазоні температур 40 – 50 ° К.

Розробка МШУ зажадала вирішення певних завдань з розрахунку і конструювання. У доповіді наводиться короткий опис методики розрахунку схем МШУ, їх конструкцій і отримані електричні параметри на розроблених вузлах.

II. Основна частина

Рис. 2. Частотні характеристики МШУ на транзисторах ATF10136 HEWLETT PACKARD, а-коефіцієнт підсилення; 6 – коефіцієнт шуму.

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

Методика розрахунку топології плат і елементів схем МШУ заснована на алгоритмі розрахунку довгих ліній різних типів: несиметричних полоськових ліній, компланарних лінії, симетричної щілинної лінії. Розроблено пакет програм, що дозволяє вирішувати задачу синтезу даних ліній зазначених типів з поетапної оптимізацією окремих елементів ланцюга.

При конструюванні МШУ застосовуються різні прийоми, що дозволяють зменшити розміри розроблених плат:

мінімальні геометричні розміри мік-рополоскових ліній;

двостороннє розташування елементів на платах.

Конструктивно, розроблені МШУ являють собою як окремі мікроскладені, так і окремі вузли НВЧ в герметизуючою і екранує корпусі. Мікроскладені підсилювачів – це гібридні інтегральні мікросхеми з платами на кераміці Вк-100 (Полікор).

Типова мікрозбірка підсилювача представлена ​​на малюнку 1. Підсилювач виконаний на 2-х транзисторах ATF 10136 HEWLETT PACKARD забезпечують на частоті 2 ГГц коефіцієнт посилення 16 дБ і коефіцієнт шуму 50 ° К. Частотна характеристика підсилювача приведена на малюнку 2.

МШУ має такі характеристики:

мінімальний коефіцієнт шуму (не більше 60 ° К);

коефіцієнт підсилення не менше 24 дБ; нерівномірність коефіцієнта підсилення не більше 1 дБ в діапазоні частот f0 ± 10%; температура навколишнього середовища від – 40 до + 50 ° С.

Стійкість роботи підсилювача досягається за рахунок застосування схеми включення транзисторів з однополярним живленням, заземленим затвором, наявністю резистора автосмещение в ланцюзі витоку, а також за рахунок широкосмугового узгодження вхідних і вихідних ланцюгів з транзистором.

При конструюванні корпусів підсилювачів була ефективно вирішена задача придушення паразитних зворотних зв’язків шляхом придушення типів коливань з резонансними частотами, близькими до робочого діапазону частот.

III. Висновок

Розроблено: методика розрахунку МШУ та проектування їх для різних умов застосування. Відпрацьована оптимальна конструкція, що дозволяє універсальне застосування в складі різної апаратури, а також у вигляді окремих вузлів НВЧ діапазону.

I. Список літератури

[1] Бова Н. Т., Єфремов Ю. Г., Конін В. В. та ін Мікроелектронні пристрої НВЧ. К.: Техжка, 1984.

[2] Гвоздьов В. І., Нефедов Е. І. Об’ємні інтегральні схеми СВЧ. М.: Наука, 1985.

[3] Гупта К., ГарджР., Чадха Р. Машинне проектування НВЧ вузлів. Пер. з англ. – М.: Радіо і зв’язок, 1987.

S-BAND LOW-NOISE AMPLIFIERS

Koropets Є. 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.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»