РАДИОМИР.КВ и УКВ №9-2001 от RW1QU

      Основным  недостатком ГДГ, как указывалось выше, является  их
низкий   КПД.   Для отвода большого количества тепла   используются
теплоотводы,  снабженные кулерами, работающими на  основе   эффекта
Пельтье, или вентиляторами, например, от компьютеров.
     Если отсутствует необходимость генерациии больших мощностей (в
гетеродинах приемников и задающих генераторах передатчиков),  можно
использовать    схемы    на    транзисторах,    включенных      как
селективный усилитель с ПОС.
     НЕМТ-  и  НВТ-транзисторы имеют на частотах 40 ГГц усиление 15
дБ   и  Кщ  около  8,5  дБ и, в принципе, пригодны  для  построения
генераторов.    Однако   такие  транзисторы  сравнительно    трудно
приобрести   на  отечественном  рынке.  Арсенид-галлиевые   ПТБШ
(табл.1),   более распространены, и их также можно  применить   при
построении генераторов.
      Топология  схемы включения транзистора ЗП331А2 приведена   на
рис.21.   Здесь роль колебательной системы выполняет  шлейф   1   с
Zвх=50   Ом   длиной lшл=delta/2...3delta/4. Затвор по  постоянному
току   заземлен  четвертьволновым шлейфом 2, имеющим   максимальное
волновое    сопротивление.  Шлейф  3  согласует   Zвых    ПТШБ    с
сопротивлением  МПЛ передачи. В цепь истока включен  резистор   100
Ом,   задающий   автосмещение по постоянному  току  на   электродах
транзистора.   Напряжение питания подается  на  сток   через   ФНЧ,
образованный    конденсатором   емкостью   470    пФ,    резистором
сопротивлением 75 Ом и ФНЧ на МПЛ-структуре (рис.21).



      Вышеописанные   схемы  включения  все  же  не    обеспечивают
достаточную    стабильность  генерируемых    частот    гетеродинов,
поэтому  в  качестве колебательной системы желательно  использовать
диэлектрические   резонаторы (ДР) [1,6].  Материал,   из   которого
изготавливают    резонаторы,  имеет  E>30,    причем    добротность
резонатора  Q>2000. Длину волны в резонаторе можно  рассчитать   по
формуле  (2),  при этом размеры резонатора оказываются  существенно
меньше  длины волны в воздухе. Топология схемы включения ПТБШ  с ДР
показана  на  рис.22.  Питание  генератора  можно   сделать
однополярным,    включив  в  цепь  истока  ФНЧ  и    заземлив    по
постоянному току соответствующим образом исток и затвор.

     Для   изготовления   ДР   подойдут  крупногабаритные   СВЧ-
конденсаторы  большой емкости, важно лишь, чтобы их ТКЕ  и  тангенс
угла    потерь   материала,  из  которого  они  изготовлены,   были
минимальны.   Для   определения  этих   параметров   можно   вос
пользоваться способом, описанным в [2].
      Частоту   генератора на ДР можно подстраивать в пределах   40
МГц,   вводя  в осевое отверстие ДГ латунную иглу. Для  обеспечения
электронной  перестройки частоты в пределах 1,5%  (для  обеспечения
ЧМ,   ФАПЧ   и пр.) необходимо в схему рис.21 в разрыв между   шлей
фом,   обеспечивающим   КЗ  затвора ПТБШ, и  резонаторным   шлейфом
ввести   варикапы,  как  показано  на  рис.24а.   Для   электронной
подстройки  генератора по схеме рис.22 на ДР клеем  фиксируется  (с
торцов)  диэлектрическая пластина, диаметр который  равен  диаметру
резонатора,  толщиной 1 мм, с металлизированными  полукольцами,   к
которым   подпаиваются варикапы (напряжения смещения  и  управления
подаются на них через соответствующие ФНЧ).

СВЧ-преобразователи частоты и формирователи сигналов

      При  конструировании СВЧ-приборов и преобразователей  частоты
используются    вышеописанные  узлы.  Не   буду    описывать    все
означенные   устройства, ибо для этого требуется  объем  увесистого
тома. Остановлюсь на двух из них.
      Первый   -  генератор СВЧ-сигналов 10,7...12,8 ГГц,   имеющий
вход   ЧМ-модуляции   с девиацией до 50 МГц, функциональная   схема
которого    изображена    на   рис.25.  Проектирование    СВЧ-узлов
производится   методом  декомпозиции. Принимая  сопротивление   СВЧ
входов   и   выходов  узлов,  на которые  разбивается  вся   схема,
постоянным и равным, как правило, 50 Ом, проектируют каждый узел  в
отдельности.   ГДГ   выполняется по схеме  рис.20,   при   этом   в
качестве ДГ используют АА724А. ЧМ осуществляется путем модуляции Un
диода,   при  этом  R1  регулирует  девиацию  (глубину)  модуляции.
Настройка     изменяется   путем   вариации    уровня    постоянной
составляющей   Un   диода резистором R2 Сигнал, генерируемый   ГДГ,
усиливается   широкополосным усилителем 3 до   требуемого   уровня.
Следует  учесть  неравномерность амплитуд на всем диапазоне   из-за
узкополос-ности  колебательной системы,  нагружаемой   на   ДГ,   а
также   то, что узел 4 ослабляет сигнал на 3 дБ, а узел  5   -   не
более   чем   на 3 дБ (в зависимости от типа схемы). Далее   сигнал
поступает   на  делитель мощности 4, с помощью которого  равномерно
p`qopedekerq   между  регулируемым аттенюатором  5   и   детектором
СВЧ   6.  Продетектированное напряжение усиливается  в  УПТ   7   и
суммируется   с   пороговым  напряжением,   которое   определяет
постоянный   уровень   выходного  сигнала  в  полосе   регулируемых
w`qrnr в сумматоре 8 и подает-
      ся   на   управляющий  вход аттенюатора. Амплитуда  выходного
сигнала,   устанавливаемая R3, измеряется  косвенным   способом   и
отображается   индикатором 9, который градуируется  по   генератору
стандартных сигналов.
     Собственно   говоря,   узлы  1,7,  8   не   являются   СВЧ-
устройствами,    и  необходимо  лишь  обеспечить   их    тщательную
развязку  по переменному току. Проектирование сводится  к   расчету
т.н.  автономных блоков 2...6. Для получения приемлемого  КСВН   во
всем   диапазоне  генерируемых частот рекомендуется разделить  весь
диапазон на два поддиапазона.
     Во  всех конструкциях можно использовать в СВЧ-цепях и  НЧ-
элементы   в   корпусном и бескорпусном исполнении, выработав   для
последних   определенную  методику  и  технологию  их   монтажа   и
замены.
      В  заключение  опишу некоторые нюансы работы с активными  СВЧ
компонентами.  Прежде всего к крышке монтажного  стола  прибивается
покрытие   из   листа алюминиевой фольгм, которая  заземляется   на
добротный   контур  заземления  (выполненный  в   соответствии    с
установленными  нормами). Запрещается заземляться  за  отопительные
батареи,  т.к.  на них всегда присутствуют плавающие  электрические
потенциалы.     На    данный   контур    (параллельно,     а     не
последовательно!)   заземляются  монтажные  приборы   и    паяльная
станция   (если  используется паяльник, необходимо   включить   его
через    разделительный  трансформатор).  Над   столом   устраивают
вытяжной   колпак   (также  заземленный),  заглушив   при   этом
пространство  между ним и столом сзади и с боков  перегородками  из
дюралюминия.   Спереди   нужно  установить  стеклянную    пластину,
оставив   небольшой   проем  для рук.  Рабочее  поле   подсвечивают
автомобильной  галогеновой лампой. Помещение,  где  устанавливается
монтажный  стол,  должно быть сухим, беспыльным и иметь  деревянные
полы.   Монтажные работы проводятся в несинтетическом  халате.   На
руку   одевается   заземленный браслет. В  момент  пайки   активных
компонентов  необходимо  предусмотреть  возможность   отключения
паяльника  от источника напряжения. Бескорпусные СВЧ-транзисторы на
заводах-изготовителях упаковываются в  герметичную  тару,  и  после
ее  вскрытия  должны  использоваться немедленно  с  последующим  их
покрытием     специальным   лаком.   Дальнейшее     их     хранение
допускается  при  условии повторной герметизации. Поэтому  помните,
что   при   покупке данных компонентов необходимо приобретать   всю
упаковку,    проверив   ее  целостность,   иначе    вы    неизбежно
столкнетесь   с   проблемой  ухудшения  параметров   вышеозначенных
приборов, вплоть до полного выхода их из строя. СВЧ-транзисторы, ДГ
и   другие   активные  компоненты  в  корпусном  исполнении   также
заключаются   в  герметичную  тару, но,  в  основном,   по   одному
(исключение    составляют  смесительные   диоды    для    балансных
смесителей,   упаковываемые по два и имеющие  максимально   близкие
параметры).

КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ-устройств НА МИКРОПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЯХ