Усилитель бегущей волны

 

= " -. ъ=аещЕЗФ»

Вивесо юэн з л

lo 1 644 T H G " (е х пц1 -. е о к%ее (i ) 42И04 б иот а

Союз Советских

Социалистиыеских

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 23.06.72 (21) 1800393/26-9 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 25.03.74. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 14.08.74 (51) М. Кл. Н 03f 3 10

Государственный комитет

Свввтв Министров СССР йв делам изобретений и открытий (53) УДК 621.375.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Н. Рапопорт и Д. П. Равва (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ БЕГУЩЕИ ВОЛНЫ

Изобретение относится к твердотельным устройствам СВЧ диапазона.

В настоящее время в качестве широкополосных усилителей средней мощности СВЧ диапазона начинают применяться усилители бегущей волны на полупроводниковых диодах.

Применение таких усилителей представляется перспективным для ряда, радиотехнических систем, поскольку лавинно-,пролетные диоды и диоды Ганна характеризуются значительно более высокими предельными частотами, чем транзисторы, Согласно теоретическим и экспериментальным данным 3 — 4 каскадный усилитель бегущей волны на полупроводниковых диодах без невзаимных элементов может обеспечить устойчивое усиление при сравнительно малых значениях КСВ на входе. Применение невзаимпых элементов позволяет повысить коэффициент усиления за счет увеличения числа каскадов. При соответствующей конструкции передающей линии поперечные размеры усилителя могут быть сделаны меньше половины длины волны.

Трехкаскадный усилитель на лавинно-пролетных диодах описан. В этом усилителе в качестве линии передачи использовался полосовой фильтр, образованный периодической последовательностью идентичных индуктивных диаграмм в прямоугольном волноводе.

Лавинно-пролетные диоды размещались между диафрагмами вдоль оси волновода (предусматривалась возможность незначительного смещения диодов для компенсации разброса их параметров). В таком усилителе макси5 мальная выходная мощность равна предельной выходной мощности последнего каскада, а к.п.д. приоора мал ввиду низкого к.п.д. каскадов промежуточного усиления.

Целью изобретения является получение

10 максима Iüíîé выходной мощности путем сложения мощностей и повышение к.п.д. усилителя бегущей волны на полупроводниковых диодах за счет повышения к.п.д. промежуточных каскадов.

15 Для этого раскрывы диафрагм и расстояния между диафрагмами выполнены переменными и увеличивающимися от входа к выходу усилителя.

В предлагаемом усилителе линии передачи

20 периодическая структура делается неоднородной с законом изменения характеристической проводимости Yi в точках подключения диодов, удовлетворяющим уравнению Re(Yi+I) =

= Re(Yi) +Re(Yg (Ui), где Yg — динамическая

25 проводимость диода, зависящая от амплитуды Ui приложенного к диоду напряжения.

При выполнении этого соотношения и согласования усилителя с нагрузкой амплитуды Ui напряжений, приложенных ко всем диодам (и

30 проводимости всех диодов), будут одинаковы421104

Составитель Д. Равва

Редактор 3. Твердохлебова Техред Т. Курилко

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева

Заказ 1985/12 Изд. № 662 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ми и могут быть выбраны равными оптимальному значению U, обеспечивающему максимальный к.п.д. каждого каскада и всего усилителя. При этом ВЧ мощность, отдаваемая каждым диодом, будет равна PI = максКе цг — Yg(U) 1, а максимальная выходная мощ2 ность практически равна сумме предельных мощностей, отдаваемых каждым диодом. Таким образом реализуется режим сложения мощностей.

Требуемый закон увеличения характеристической проводимости в направлении передачи сигнала может быть создан соответствующим изменением параметров пассивных элементов электродинамической системы — раскрывов диафрагм и расстояний между ними.

На чертеже изображен предлагаемый усилитель.

Усилитель собран на волноводной линии передачи 1, периодически нагруженной полупроводниковыми диодами 2, индуктивными диафрагмами 3 и снабженной согласующими устройствами 4, например винтами. На чертеже не показаны цепи, питания диодов с блокировочными конденсаторами или фильтрами.

Для обеспечения постоянной (и оптимальной) амплитуды напряжения на диодах раскрывы диафрагм и расстояния между ними монотонно увеличиваются по мере перехода

5 от входа к выходу. Работа предлагаемого усилителя отличается от работы известных регенеративных усилителей бегущей волны с однородными электродинамическими структурами тем, что увеличение потока мощности

10 в направлении,распространения сигнала не сопровождается изменением амплитуд напряжения на последующих диодах, и при оптимальной мощности на входе усилителя к.п.д. всех каскадов становятся одинаковыми и мак15 симальными.

Предмет изобретения

Усилитель бегущей волны, содержащий линию передачи, периодически нагруженную по20 лупроводниковыми диодами с отрицательным сопротивлением, разделенными между собой индуктивными диафрагмами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения максимальной выходной мощности, раскрывы диафрагм и

25 расстояния между диафрагмами выполнены переменными и увеличивающимися от входа к выходу усилителя.