Скриньок І. К. ВАТ НВП «Сатурн» Київ-148, пр. 50 років. Жовтня, 2б, М. Київ, Україна Тел. (044) 407-93-72

Анотація – У доповіді викладено результати розробки в мм діапазоні малошумящего підсилювача з обмежувачем на вході. Показані топологія, схема обмежника та обговорені наведені характеристики.

I. Вступ

Антенні комплекси прийомних супутникових систем зв’язку, як правило, комплектуються малошумя-ські підсилювачами, які розміщаються в безпосередній близькості біля дзеркала антени [6, 14, 19]. Це ефективно знижує еквівалентну шумову температуру системи, однак, кліматичне вплив змінює загальний коефіцієнт підсилення. Ця обставина накладає жорсткіші вимоги до енергетики елементів каналу і динамічному діапазону підсилювача.

б)

Рис. 1. а-топологія обмежувача; б – схема принципова електрична обмежувача.

Іноді приймальне вхідний пристрій приймає сигнал або перешкоду настільки великої потужності, що вхідний МШУ входить в режим обмеження або згорає від перевантаження. В цьому випадку для виключення зазначених ефектів на вході МШУ включають обмежувач потужності.

II. Основна частина

Автоматичне регулювання посилення (АРУ), що працює від датчика температури, може при відповідній настройці істотно зменшити зміна коефіцієнта посилення в малошумливим підсилювачі. Виконавчий елемент (pin атенюатор) встановлювався між двома двокаскадного підсилювача.

Отримані результати [20] стабілізації коефіцієнта підсилення багатокаскадного вхідного малошумні підсилювача в Ка-діапазоні до величини менше 1 дБ при зміні температури навколишнього середовища від мінус 40 ° С до плюс 60 ° С повністю відповідають вимогам, пред’явленим до вхідних підсилювачів приймально-передавальних комплексів земних станцій супутникових систем зв’язку.

Конструкція і параметри малошумні підсилювача міліметрового діапазону довжин хвиль, для якого необхідний вхідний обмежувач потужності, наведені в роботі автора [6].

Основні результати розробки обмежувача потужності вхідного сигналу наведено нижче.

Вхідний обмежувач потужності на діодах має поріг спрацьовування при вхідній потужності сигналу рівної 1 +2 мВт. Схема обмежувача і його топологія представлені на рис. 1 а, б. Коефіцієнт передачі обмежувача в діапазоні частот 31 +38 ГГц в двох режимах («діоди закриті» і «діоди відкриті») наведено на рис. 2. Залежність коефіцієнта передачі обмежувача від величини вхідної потужності сигналу показана на рис. 3.

В обмежувачі використані GaAs діоди типу 2А55А (розробка ВАТ НВП «Сатурн») як датчика рівня вхідної потужності. У ролі виконавчого механізму ослаблення сигналу застосований pin діод. В як підсилювач сигналу датчика застосована мікросхема компаратора типу ЛМ211. Микрополосковая плата виконана на кварці товщиною 0,3 мм.

Fig. 1. a- topology of the input power limiter; b – basic electric circuit of the input power limiter

Рис. 3. Залежність коефіцієнта передачі обмежувача від величини вхідної потужності сигналу.

Fig. 3. Dependence of transfer constant of the input power limiter on input signal power level.

Вимірювання проводилися на частоті f = 36 ГГц. При зростанні потужності вхідного сигналу до 2-х мВт ослаблення сигналу в обмежувачі склало – 27дБ. Початкові втрати в обмежувачі рівні-2дБ.

Методики експериментальних досліджень, розрахунку похибок і неідентичності характеристик у зразків з однієї партії малої серії наведені в роботах автора [7-8].

I. Висновок

Вдале поєднання GaAs діода з бар’єром Шотки в якості датчика рівня сигналу з pin діодами, що обмежують потужність сигналу надходить на малошумливий підсилювач, дозволило створити досить простий і ефективний обмежувач потужності в міліметровому діапазоні довжин хвиль.

II. Список літератури

[1] скриньок К. С., Макаров А. А., скриньок І. К. Приймальні системи радіозв’язку та телебачення «Прац1 УНД1РТ», 2003 р., № 4 (36), стр. 39-49 .

[2] Чміль В. М., скриньок К. С., скриньок І. К. Техніка і технологія систем міліметрових хвиль. «Технологія і конструювання в електронній апаратурі». № 4,

2003р., стор 6-14.

[3] скриньок К. С., Макаров А. А., Наритнік Т. Н., скриньок І. К. Розподільні системи телемовлення і мультимедіа. Прац1 УНД1РТ., М. Одеса, 2003р., № 3 (35), стр. 17-20.

[4] скриньок І. К., Яковлєв І. В. Компенсація температурного догляду посилення в малошумливим підсилювачі Ка-діапазону. Радіотехніка. Всеукраїнський міжвідомчий науково-технічний збірник.

ХНУРЕ, м. Харків, вип. 137, 2004 р.

[5] скриньок К. С., скриньок І. К., Яковлєв І. В., Шелковніков Б. Н., Рябчук А. Ф., Хітровскій В. А., Кирюша А. М. Конвертор для прийому телебачення в діапазоні частот 40 ГГц. ISSN 0021 – 3470. Радіоелектроніка. Известия ВУЗ-, КПІ, м. Київ, 1999р., № 11, стор 50 – 53.

[6] Чміль В. М., скриньок І. К. Малошумящий підсилювач діапазону робочих частот 35-37 ГГц. Радіотехніка. Всеукраїнський міжвідомчий науково-технічний збірник. Тематичний випуск “Проблеми телекомунікацій». ХНУРЕ, м. Харків, вип. 128, 2002 р., стор 216-218.

[7] скриньок І. К. Експериментальні дослідження випадкових похибок вимірювання характеристик малошумящих підсилювачів в міліметровому діапазоні. ISSN 0021 -3470. Радіоелектроніка. Известия ВУЗ-, КПІ,

р. Київ, 2004р., № 5, стор 61 – 68.

[8] скриньок І. К. Методика визначення неідентичності параметрів між зразками МШУ в міліметровому діапазоні. Матеріали 13-й Міжнародній конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», Крим, Севастополь, Україна, 8-12 вересня,

2003 р., стор 150-152.

ММ-WAVE LOW NOISE AMPLIFIER WITH INPUT POWER LIMITER

Sunduchkov I. K.

OJS “SPE “Saturn"

2-B, 50-richcha Zhovtnia prospect,

Kyiv-148, 03148, Ukraine Phone: (044) 407-93-72

Abstract – The results of development of low noise amplifier with the input signal power limiter are presented. The topology, the circuit of the input power limiter are shown and the resulted characteristics are discussed.

I.  Main part

The input power limiter on diodes is developed. It has a threshold of operation at input power of a signal 1-2 mW. The circuit of the input power limiter and its topology are shown in Fig. 1a and 1b. Transfer constant of the input power limiter within 31-38 GHz frequency band in two modes (« diodes are closed » and « diodes are open ») are presented in Fig. 2. Dependence of transfer constant of the input power limiter on input power signal level is shown in Fig. 3.

GaAs diodes such as 2A55A (it is the creation of OJS “SPE” Saturn”) are used in the input power limiter as a sensor of input power level. Pin-diode is applied as an executive mechanism of signal attenuation. Comparator microcircuit (such as LM211) is applied as an amplifier of sensor signal.

The measurements were carried out at 36 GHz frequency. Initial losses of the limiter are -2 dB.

II.  Conclusion

Application of Shottky GaAs diode in combination with pin- diodes has allowed to develop the effective input power limiter for mm-wave low noise amplifier.

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