Косів А. С., Зотов В. А., Скулачов Д. П.

Інститут Космічних Досліджень Російської Академії Наук (ІКД РАН) Профспілкова вул. д.84/32, Москва – 117997, Росія Тел.: +7 (095) 3332267; e-mail: akosov@ieee.org Вальд-Перлов В. М.

ГУП НПП “Пульсар”

ГСП-5, Москва – 105187, Росія Тел.: (095) 3665677

Анотація – Розглянуто керований напругою генератор діапазону 36-37 ГГц, що складається з генератора, що задає на польовому транзисторі ЗП608, керованому по частоті варакторним діодом, і буферного підсилювача, призначеного для збільшення вихідної потужності і розв’язки задає генератора і навантаження. Лінійність частотної перебудови забезпечується застосуванням спеціального варакторного діода. Діапазон перебудови становить не менше 1,5 ГГц, зміна крутизни перебудови не більше 50%.

I. Вступ

Генератори міліметрового діапазону довжин хвиль з лінійною частотною перебудовою варакторним діодом знаходять застосування в системах ближньої локації, а також для використання як Генератора Керованого Напругою (ГУН) в системах фазової автоматичного підстроювання частоти (ФАПЧ) [1]. Одним із шляхів збільшення лінійності перебудови є застосування варакторного діода з оптимальною для отримання лінійності перебудови залежністю ємності діода від напруги керування. Як варактора був застосований діод GMV9821-000, виробництва фірми “Skyworks” США. Генератор виконувався на польовому транзисторі ЗП608-А5. В якості буферного підсилювача був використаний монолітний підсилювач типу АА038Р2-

0, виробництва також фірми “Skyworks”.

II. Основна частина

Блок-схема ГУН наведена на Рис.1.

Рис. 3. Виміряні характеристики ГУН.

Fig. 3. VCO diagrams

Результати вимірювань показують, що діапазон перебудови становить близько 1,7 ГГц (35,5 – 37,2 ГГц) при зміна напруги на варакторном діоді від 0 до 15 В. Вихідна потужність ГУН в діапазоні перебудови змінюється від 16,9 до 17,7 dBm. Крутизна перебудови має максимум (близько 150 МГц / В) при напруга управління 4 В, і мінімум (близько 80 МГц / В) при напруга управління 15 В.

III. Висновок

Таким чином, розроблений і досліджений Генератор Керований Напругою. Був отриманий діапазон перебудови від 35,7 до 37,2 ГГц. Вихідна потужність генератора становила близько 50 мВт, зміна в діапазоні перебудови не більше 1 дБ. Зміна крутизни перебудови становить не більше 50% (від 80 до 150 МГц / В). Генератор виконаний у вигляді волноводного фланця розміром 24 х 24 х 15 мм. Генератори може знайти застосування в системах ближньої радіолокації, а також для використання як Генератора Керованого Напругою (ГУН) в системах фазової автоматичного підстроювання частоти (ФАПЧ).

IV. Список літератури

[1 ] P. Denniss and S.E. Gibbs. "Solid-State Linear FM/CW Radar Systems – Their Promise and Their Problems." 1974 S- MTT International Microwave Symposium Digest of Technical Papers 74.1 (1974 [MWSYM]): 340-342.

THE KA-BAND VCO WITH LINEAR TUNING

KosovA. S., Zotov V. A., Skulachev D. P.

Space Research Institute Russian Academy of Sciences, IKI,

84/32, Profsouznaya ul., Moscow -117997, Russia phone: (095) 3332267 e-mail: akosov@ieee.org Vald-Perlov V. M.

Science & Production Enterprise “Pulsar”

GSP-5, Moscow, 105187- Russia Phone: (095) 3665677

Abstract – Ka-band varactor tuned VCO was considered. It consists of FET Master Oscillator and drive amplifier, intended for power gain and isolation of the master oscillator and the load. The linear tuning was due to GaAs Hyperabrupt Junction Varactor Diode made of “Skywork” Company. The tuning band was more than 1.5 GHz. Variation of tuning sensitivity was about 50%.

I.  Introduction

The VCO with linear tuning by varactor diode are used in short range radars and PLL systems [1]. In order to enhance tuning linearity, the special GaAs Hyperabrupt Junction Varactor Diode is used. It was GMV9821-000 diode manufactured by “Skywork” Company. The master oscillator was based on 3P608- A5 FET, manufactured by “Pulsar” Company. The drive amplifier was AA038P2-00, manufactured by “Skywork” company.

II.  Main part

The VCO was based on 3P608-A5 FET master oscillator. The positive feedback was due to transistor source capacitance equal to about 0.05 pF. The oscillator circuit contained also varactor diode capacitance, transistor gate capacitance and inductances of combining wires.

The special GaAs Hyperabrupt Junction Varactor Diode was used for frequency tuning. Formula (1) shows Cv vs VR dependence. Table 1 shows the measurement data.

The signal from master oscillator was used as input for drive amplifier. The monolithic circuit AA038P2-00, manufactured by “Skywork” company, was used as drive amplifier. The drive amplifier had 50 mW output power and about 40 dB isolation. The waveguide – microstripe transition was used to transform waveguide impedance to 50 Ohms needed for drive amplifier output. The quartz was used as the transition substrate.

The VCO photo is shown in Fig.2. It is possible to see the varactor diode, FET, drive amplifier, waveguide – microstrip transition and waveguide with dimensions 7.2 x 3.4 mm.

The oscillator power supply was +6 V @ 200 mA. The tuning voltage range was from 0 to +15 V. The oscillator measurement data are shown in Fig.3.

The plots show oscillating frequency, tuning sensitivity and output power as functions of tuning voltage. The frequency tuning range was about 1.7 GHz (from 35.5 to 37.2 GHz) when the tuning voltage was changed from 0 to +15 V. The variation of the output power in tuning range was from 16.9 to 17.7 dBm. The tuning sensitivity had maximum about 150 MHz/V at VR = +4 V and minimum about 80 MHz/V at VR = +15 V.

III.  Conclusion

The millimeter wave VCO have been developed. The tuning range was from 35.7 to 37.2 GHz. The output power was about 50 mW, the variation in tuning range was no more 1 dB. The variation of tuning sensitivity was no more than 50% (from 80 MHz/V to 150 MHz/V). The oscillator had dimensions 24 x 24 x 15 mm. The VCO can be used in short range radars and in PLL systems.

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