Файл: Грабовски, К. Параметрические усилители и преобразователи с емкостным диодом.pdf

отрезком волновода между короткозамыкающим поршнем и винтом настройки. Выбор расстояний поршня и винта от диода обусловлен подбором требуемой связи варакторного диода с контуром, настроен­ ным в резонанс на холостой частоте (т. е. подбором соответствующей добротности этого контура), а также обеспечением большой эффектив­ ности накачки варактора от клистронного генератора, отдающего мощность 50 мет в диапазоне X. В рассмотренной конструкции при­ менялись варакторные диоды производства ИППТ ПАН в Варшаве.

От генератора накачка

Рис. 4.34. (Конструкция (а) и внешний вид (б) параметрического усилителя с широкой полосой пе­ рестройки [70] J

контура, 6 — трансформатор в цепи сигнала.

В параметрическом усилителе, характеризуемом малыми собствен­ ными шумами и очень большим диапазоном перестройки [70], исполь­ зуется другая конструкция, выполненная на симметричных полосковых линиях без применения волноводов (рис. 4.34). Один из усилителей имел диапазон перестройки от 1 до 2 Ггц, а диапазон перестройки другого усилителя составлял 2—4 Ггц. Мгновенная полоса частот, соответствующая спаду усиления на 3 дб в указанном диапазоне пе­ рестройки, лежала в пределах 11—27 Мгц для первого усилителя и в пределах 4—20 Мгц для второго. Перестройка усилителей осущест­

159

путем одновременой подстройки сигнального контура. Холостая ча­ стота поддерживалась примерно постоянной.

Перестраиваемый сигнальный последовательный резонансный контур в этой конструкции образуется средней емкостью варакторного диода и коротким регулируемым отрезком сигнальной линии с боль­ шим характеристическим сопротивлением. Такая линия представля-

L корп

Рис. 4.35. Эквивалентная схема р-п перехода вместе с корпу­ сом диода.

ет собой индуктивность и связана со входом сигнала с помощью ступен­ чатого широкополосного трансформатора импедансов. Для образова­ ния резонансного холостого контура использованы паразитные эле­ менты р-п перехода, а также корпуса (рис. 4.35). В.качестве холостой частоты выбрана частота

/рез пос л*- 1/2я l / L K o p n ( С к о р п 2 + Со)

собственного последовательного резонанса варакторного диода.

Холостой контур образован отрезком линии длиной четверть волны на холостой частоте, который нагружен варакторный диодом. Эквивалентный этому контуру резонатор имеет длину, равную % длины волны на холостой частоте, которая в процессе перестройки поддерживается примерно постоянной путем соответствующей пере­ стройки генератора накачки. Размещение цепи связи диода с сигналь­ ным контуром в узле напряжения для холостой частоты (рис. 4.36) предотвращает взаимное влияние друг на друга сигнального и холо­ стого контуров без необходимости использовать дополнительные

160

фильтры. Мощность накачки подводится к диоду с помощью ёмкост­ ной связи цепи накачки с четвертьволновым отрезком линии, являю­ щимся составной частью холостого контура.

Эквивалентная электрическая схема усилителя с такой конструк­ цией (рис. 4.34) представлена на рис. 4.36. Здесь Rr — трансфор­ мированное внутреннее сопротивление генератора; L — переменная индуктивность отрезка бигнальной линии с большим характеристи-

чения хорошего подвижного гальванического контакта с тонким внут­ ренним проводником передающей линии, было использовано бескон­ тактное соединение, образованное путем покрытия проводника тефлоновой пленкой и применения типового двухсекционного бесконтакт­ ного широкополосного поршня. В усилителе, перестраиваемом в ин­ тервале 2—4 Ггц, который выполнен в соответствии с указанными принципами, применялись варакторные диоды из арсенида галлия в корпусах типа таблетки (фирмы Bell Telephone Labs) со средней

К более интересным устройствам относится двухкаскадный па­ раметрический усилитель [73], использованный в качестве СВЧ уси-

лителя приемника итальянской наземной станции системы спутнико­ вой связи в Фучино (Fucino). Благодаря каскадному соединению двух параметрических усилителей (см. § 4.47) с помощью четырехплечих цнркуляторов (рис. 4.38) получена эффективная входная тем­ пература шума всего приемника, работающего при сигналах с частотой 4,17 Ггц, порядка 100° К, несмотря на то, что за параметрическим уси­ лителем следовал обычный смеситель. Оба усилителя имели аналогич­

1)

имел температуру шума порядка 73° К, тогда как температура шума второго составляла 200° К. Это явилось результатом охлаждения пер­ вого усилителя до температуры жидкого азота (—77° К), тогда как второй усилитель работал при комнатной температуре. Оба усилите­ ля вместе с обычным смесителем на кристаллическом диоде и входным усилителем промежуточной частоты размещены непосредственно на приемной антенне в целях минимизации длины соединительных ка­ белей, вносящих затухание и дополнительные шумы.

' Принцип устройства СВЧ головки параметрического усилителя

162