RU2006178C1

RU2006178C1 - Superhigh-frequency amplifier

Info

Publication number: RU2006178C1
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Смирнов
Original assignee: Александр Иванович Смирнов
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: superhigh-frequency technique. SUBSTANCE: amplifier has printed-circuit board which is essentially dielectric substrate carrying on one side strip amplifier circuit and on other side, conducting screen. At least one contact pad is applied to PCB side carrying strip circuit or on PCB end and connected to conducting screen and to transmission line screen. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может использоваться в качестве антенного усилителя. The invention relates to techniques for microwave frequencies and can be used as an antenna amplifier.

Известен многокаскадный СВЧ усилитель, содержащий n каскадов, каждый из которых выполнен в виде диэлектрической подложки, одна сторона которой металлизирована, а на другой размещена полосковая схема с входной и выходной полосками, входной и выходной отрезки коаксиального кабеля, центральные проводники которых подсоединены соответственно к входной и выходной полоскам первой и последней диэлектрических подложек. Known multi-stage microwave amplifier containing n stages, each of which is made in the form of a dielectric substrate, one side of which is metallized, and on the other there is a strip circuit with input and output strips, input and output sections of a coaxial cable, the central conductors of which are connected respectively to the input and output strips of the first and last dielectric substrates.

Эта конструкция имеет большие габариты и нестабильные электрические характеристики из-за большого количества ненадежных электрических контактов. This design has large dimensions and unstable electrical characteristics due to the large number of unreliable electrical contacts.

Известен также усилитель СВЧ, выбранный в качестве прототипа, содержащий размещенную в корпусе диэлектрическую подложку, на одной стороне которой нанесена печатная схема с активным элементом, а другая сторона металлизирована, при этом входная и выходная линии печатной платы присоединены к входному и выходному коаксиально-полосковым переходам (КПП), которые прикреплены к корпусу и служат для подключения усилителя СВЧ с помощью коаксиальных соединителей к коаксиальным кабелям. Also known is a microwave amplifier, selected as a prototype, containing a dielectric substrate placed in the housing, on one side of which a printed circuit with an active element is applied, and the other side is metallized, while the input and output lines of the printed circuit board are connected to the input and output coaxial-strip junctions (CAT), which are attached to the housing and are used to connect the microwave amplifier using coaxial connectors to coaxial cables.

Однако, наличие КПП увеличивает габариты и вес конструкции усилителя, при этом корпус или основание для крепления платы такой конструкции обязательно должны быть металлическими или металлизированы для обеспечения электрического контакта между экраном подложки и КПП, а материал корпуса или основания должен иметь такой же коэффициент температурного расширения, как и материал подложки. Поэтому корпус усилителя СВЧ или его металлическая часть выполняются из таких дорогих и трудно обрабатываемых металлов, как ковар, титан и т. п. Кроме того, в известном усилителе трудно обеспечить надежный долговременный электрический контакт между корпусом и КПП, так как их соприкасающиеся части со временем окисляются. Это приводит к снижению стабильности таких характеристик, как коэффициент усиления и коэффициент шума. However, the presence of a check point increases the dimensions and weight of the amplifier design, while the case or base for mounting a board of this design must be metallic or metallized to ensure electrical contact between the substrate screen and the check point, and the case or base material must have the same coefficient of thermal expansion, like the backing material. Therefore, the housing of the microwave amplifier or its metal part is made of such expensive and difficult to process metals such as carpet, titanium, etc. In addition, it is difficult to provide reliable long-term electrical contact between the housing and the gearbox in the known amplifier, since their contacting parts with time are oxidized. This leads to a decrease in the stability of characteristics such as gain and noise figure.

Цель изобретения - повышение стабильности электрических характеристик за счет обеспечения надежного электрического контакта при снижении габаритов, веса и уменьшения металлоемкости конструкции. The purpose of the invention is to increase the stability of electrical characteristics by ensuring reliable electrical contact while reducing overall dimensions, weight and metal consumption of the structure.

Сущность изобретения заключается в том, что в усилитель сверхвысоких частот, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой размещен проводящий экран, а на другой расположены по меньшей мере одна сигнальная полоска, соединенная с токоведущим проводником проводящей линии передачи и с активным элементом, снабженным элементами внешних цепей, которые соединены с контактными площадками, замкнутыми на проводящий экран, введена дополнительная контактная площадка, гальванически соединенная с экраном подводящей линии передачи и с проводящим экраном и расположенная на диэлектрической подложке в месте соединения сигнальной полоски с подводящей линией передачи. The essence of the invention lies in the fact that in the microwave amplifier containing a dielectric substrate, on one side of which there is a conductive screen, and on the other there is at least one signal strip connected to a current-carrying conductor of a conductive transmission line and with an active element provided with external elements circuits that are connected to the pads, closed to the conductive screen, introduced an additional contact pad, galvanically connected to the screen of the input transmission line and with a conductive screen and located on a dielectric substrate at the junction of the signal strip with the supply line.

На фиг. 1 приведен пример конструкции усилителя сверхвысоких частот проходного типа; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1. In FIG. 1 shows an example of a design of a microwave type amplifier of a loop-through type; in FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. 1.

Усилитель сверхвысоких частот содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой нанесен проводящий экран 2, а на другой - две - входная и выходная (для усилителя проходного типа) сигнальные полоски 3, 4, соединенные с активным элементов (транзистором) 5 с помощью элементов 6 внешних цепей, состоящих, например, из конденсаторов и отрезков линий и т. д. Общий электрод активного элемента 5 подключен к контактным площадкам 7, 8, замкнутым на проводящий экран 2. В месте соединения каждой сигнальной полоски 3 (4) с отрезком соответствующей подводящей, например, коаксиальной, линии 9 (10) нанесена дополнительная контактная площадка 11 (12), которая, например, по торцу диэлектрической подложки 1 гальванически соединена с проводящим экраном 2 и с экраном 13 соответствующей подводящей линии 9 (10). The microwave amplifier contains a dielectric substrate 1, on one side of which a conductive screen 2 is deposited, and on the other two - input and output (for a pass-through type amplifier) signal strips 3, 4 connected to the active elements (transistor) 5 using elements 6 external circuits, consisting, for example, of capacitors and line segments, etc. The common electrode of the active element 5 is connected to the contact pads 7, 8 closed to the conductive screen 2. At the junction of each signal strip 3 (4) with a segment of the corresponding An additional contact pad 11 (12) is applied to the connecting, for example, coaxial, line 9 (10), which, for example, at the end of the dielectric substrate 1 is galvanically connected to the conductive screen 2 and to the screen 13 of the corresponding supply line 9 (10).

Для уменьшения паразитной индуктивности соединения экранов подводящих линий 9, 10 с проводящим экраном 2 количество дополнительных контактных площадок может быть увеличено. На фиг. 2 показаны введенные для этой цели еще две дополнительные контактные площадки 14, 15. To reduce the stray inductance of the connection of the shields of the supply lines 9, 10 with the conductive screen 2, the number of additional contact pads can be increased. In FIG. 2 shows two more additional contact pads 14, 15 introduced for this purpose.

Диэлектрическая подложка 1 с проводящим экраном 2 на одной стороне и элементами усилителя на другой представляет собой печатную плату, помещенную в корпус 16, в отверстиях которого с помощью скоб 17, 18 закреплены подводящие линии 9, 10. Корпус 16 усилителя закрыт крышкой 19; контактные площадки 11, 12, 14, 15 могут соединяться с экраном 2 печатной платы также при помощи металлизированных отверстий в диэлектрической подложке 1. The dielectric substrate 1 with a conductive screen 2 on one side and amplifier elements on the other is a printed circuit board placed in the housing 16, in the holes of which the supply lines 9, 10 are fixed using brackets 17, 18. The amplifier housing 16 is closed by a lid 19; the contact pads 11, 12, 14, 15 can be connected to the screen 2 of the printed circuit board also by means of metallized holes in the dielectric substrate 1.

Усилитель сверхвысоких частот работает следующим образом. The microwave amplifier operates as follows.

Токи высокой частоты в усилителе протекают по проводящему экрану 2 и через контактные площадки 11, 12, 14, 15 замыкаются непосредственно на экраны 13 подводящих линий 9, 10. При этом устраняется существенный недостаток прототипа - механический контакт между корпусом (или основанием) и коаксиально-полосковым переходом, а в ряде случаев и между экраном 2 и корпусом 16, если подложка 1 прикрепляется к корпусу 16 путем механического прижима. Это повышает стабильность электрических характеристик усилителя во времени и улучшает качество электрического контакта. Кроме того, корпус 16 или основание усилителя могут быть выполнены из пластмассы, так как электрический контакт между экраном 2 платы и экраном 13 подводящих линий 9, 10 обеспечивается непосредственным соединением через контактные площадки 11, 12, 14, 15. High-frequency currents in the amplifier flow along the conducting screen 2 and through the contact pads 11, 12, 14, 15 are closed directly on the screens 13 of the supply lines 9, 10. This eliminates a significant drawback of the prototype - mechanical contact between the housing (or base) and the coaxial strip transition, and in some cases between the screen 2 and the housing 16, if the substrate 1 is attached to the housing 16 by mechanical clamping. This increases the stability of the electrical characteristics of the amplifier over time and improves the quality of the electrical contact. In addition, the housing 16 or the base of the amplifier can be made of plastic, since the electrical contact between the screen 2 of the board and the screen 13 of the supply lines 9, 10 is provided by direct connection through the contact pads 11, 12, 14, 15.

В усилителе сверхвысоких частот отражательного типа печатная плата содержит только одну сигнальную полоску, и минимум одну дополнительную контактную площадку, соединенную с экраном платы. In a reflective type microwave amplifier, the printed circuit board contains only one signal strip, and at least one additional contact pad connected to the board screen.

Данное техническое решение может использоваться также в пассивных устройствах, в однокаскадных и многокаскадных схемах различного назначения. В последнем случае экраны отдельных печатных плат соединяются между собой через контактные площадки 11, 12, 14, 15, которые, в свою очередь, соединяются между собой перемычками. В этом случает контактные площадки 11, 12, 14, 15 могут быть нанесены только на торцы плат, а сигнальные полоски подключают к токоведущим проводникам линий передачи соседних плат. (56) Вамберский М. В. , Казанцев В. И. , Шелухин С. А. Передающие устройства СВЧ. М. : Высшая школа, 1984, стр. 272. This technical solution can also be used in passive devices, in single-stage and multi-stage circuits for various purposes. In the latter case, the screens of individual printed circuit boards are interconnected via pads 11, 12, 14, 15, which, in turn, are connected by jumpers. In this case, the contact pads 11, 12, 14, 15 can only be applied to the ends of the boards, and the signal strips are connected to the current-carrying conductors of the transmission lines of adjacent boards. (56) Vambersky M.V., Kazantsev V.I., Shelukhin S.A. Microwave transmitting devices. M.: High School, 1984, p. 272.

Claims

A SUPER FREQUENCY AMPLIFIER containing a dielectric substrate, on one side of which there is a conductive screen, and on the other side there is at least one signal strip connected to a current-carrying conductor of the transmission lead line and to an active element equipped with external circuit elements that are connected to contact pads, closed to the conductive screen, characterized in that an additional contact pad is introduced galvanically connected to the screen of the inlet transmission line and to the conductive screen located on the dielectric substrate at the junction of the signal strip transmission line feed.