RU2357355C1 - Microwave oscillator - Google Patents

Microwave oscillator Download PDF

Info

Publication number
RU2357355C1
RU2357355C1 RU2007147071/09A RU2007147071A RU2357355C1 RU 2357355 C1 RU2357355 C1 RU 2357355C1 RU 2007147071/09 A RU2007147071/09 A RU 2007147071/09A RU 2007147071 A RU2007147071 A RU 2007147071A RU 2357355 C1 RU2357355 C1 RU 2357355C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
effect transistor
field
schottky barrier
frequency
power
Prior art date
Application number
RU2007147071/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Карпович Балыко (RU)
Александр Карпович Балыко
Александр Николаевич Королев (RU)
Александр Николаевич Королев
Валентин Алексеевич Мальцев (RU)
Валентин Алексеевич Мальцев
Виктор Степанович Морозов (RU)
Виктор Степанович Морозов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток")
Priority to RU2007147071/09A priority Critical patent/RU2357355C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2357355C1 publication Critical patent/RU2357355C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: present invention relates to electrical engineering, to electronics and transistor based microwave oscillators. The microwave oscillator has active and frequency and power controlling elements, each of which is made from a Schottky-barrier field-effect transistor on a common source circuit. One end of the oscillating system is connected to the gate of the Schottky-barrier field-effect transistor of the active element, and the other is connected to drain of the Schottky-barrier field-effect transistor of the element controlling the frequency. The active element is connected to the corresponding sources through power supply filters. The above mentioned is made in form of an integrated circuit on one side of an insulating substrate. On the other side of the insulating substrate there is a metallic film with thickness 5-10 mcm, in which a longitudinal axially symmetrical aperture is made, short circuited on one end. The conductor of the oscillating system, connected to the gate of the Schottky-barrier field-effect transistor of the active element, is perpendicular to the longitudinal axially symmetrical aperture. The source and drain of the Schottky-barrier field-effect transistor of the element controlling power are connected to the metallic film through plated-through holes in the insulating substrate on both sides of the longitudinal axially symmetrical aperture at a distance of a quarter-wavelength, from the short circuited end of the longitudinal axially symmetrical aperture and from the above mentioned conductor of the oscillating system.
EFFECT: wider range of frequency tuning with increase in output power of microwaves and, consequently, increase in efficiency.
3 cl, 3 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к электронной технике, а именно к генераторам СВЧ на транзисторе с электрической перестройкой частоты.The invention relates to electronic equipment, namely to microwave generators on a transistor with electrical frequency tuning.

В системах связи и радиолокационных станциях широко применяются генераторы СВЧ, в которых частота управляется напряжением.In communication systems and radar stations, microwave generators are widely used, in which the frequency is controlled by voltage.

В ряде случаев требуется оптимизация как диапазона перестройки частоты, так и величины выходной мощности СВЧ.In some cases, optimization of both the frequency tuning range and the microwave power output value is required.

Известна конструкция генератора СВЧ на транзисторе с электрической перестройкой частоты, содержащая полевой транзистор с барьером Шотки, выполненный из полупроводникового материала - арсенида галлия, соединенные с ним колебательную систему и полупроводниковый прибор, управляемый напряжением, при этом полевой транзистор с барьером Шотки соединен по схеме с общим истоком, один конец колебательной системы соединен с затвором полевого транзистора с барьером Шотки, а другой - с полупроводниковым прибором, управляемым напряжением, в качестве которого служит варакторный диод [1].A known design of a microwave generator on a transistor with electric frequency adjustment, containing a field-effect transistor with a Schottky barrier, made of a semiconductor material - gallium arsenide, an oscillating system connected to it and a semiconductor device controlled by voltage, while the field-effect transistor with a Schottky barrier is connected according to the scheme with a common source, one end of the oscillating system is connected to the gate of the field-effect transistor with a Schottky barrier, and the other to a voltage-controlled semiconductor device, as which serves as a varactor diode [1].

Использование варакторного диода в качестве полупроводникового прибора, управляемого напряжением, основано на зависимости емкости варакторного диода от приложенного к нему напряжения.The use of a varactor diode as a voltage-controlled semiconductor device is based on the dependence of the capacitance of the varactor diode on the voltage applied to it.

Использование в конструкции генератора СВЧ полевого транзистора с барьером Шотки из арсенида галлия обеспечивает достаточно высокий верхний предел диапазона перестройки частоты генератора СВЧ.The use of a field-effect transistor with a Schottky barrier made of gallium arsenide in the design of the generator provides a sufficiently high upper limit of the frequency tuning range of the microwave generator.

Однако данному генератору СВЧ присущи:However, this microwave generator is inherent in:

- сложность в достижении более широкого диапазона перестройки частоты генератора СВЧ от управляющего напряжения, что обусловлено варакторным диодом, имеющим неуправляемую вольтфарадную характеристику;- the difficulty in achieving a wider range of tuning the frequency of the microwave generator from the control voltage, which is due to the varactor diode having an uncontrolled voltage-voltage characteristic;

- невозможность создания монолитной конструкции, поскольку полевой транзистор с барьером Шотки и варакторный диод выполняют раздельно, в силу их физического, конструктивного и технологического различия.- the impossibility of creating a monolithic structure, since a field-effect transistor with a Schottky barrier and a varactor diode are performed separately, due to their physical, constructive and technological differences.

Известен генератор СВЧ так же на транзисторе с электрической перестройкой частоты, в котором и активный и управляющий частотой элементы выполнены на полевом транзисторе с барьером Шотки, соединенные по схеме с общим истоком, активный элемент подключен к соответствующим источникам посредством фильтров питания - прототип [2].A microwave generator is also known on a transistor with electric frequency tuning, in which both the active and frequency controlling elements are made on a field-effect transistor with a Schottky barrier, connected according to the scheme with a common source, the active element is connected to the corresponding sources through power filters - prototype [2].

Генератор содержит колебательную систему, один конец которой соединен с затвором полевого транзистора с барьером Шотки активного элемента, а другой - со стоком полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего частотой элемента, на который подают постоянное напряжение положительной полярности, а на его затвор подают управляющее напряжение и постоянное напряжение отрицательной полярности величиной, равной (0,6-0,8)Uотс, где Uотс - напряжение отсечки полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего частотой элемента.The generator contains an oscillating system, one end of which is connected to the gate of the field-effect transistor with a Schottky barrier of the active element, and the other to the drain of the field-effect transistor with a Schottky barrier, which controls the frequency of the element to which a constant voltage of positive polarity is applied, and a control voltage is applied to its gate and DC voltage of negative polarity equal to (0.6-0.8) Uots, where Uots is the cutoff voltage of the field effect transistor with a Schottky barrier, which controls the frequency of the element.

Таким образом, емкость полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего частотой элемента, зависит от двух напряжений - на стоке - постоянного напряжения положительной полярности и затворе - сумме постоянного напряжения отрицательной полярности и управляющего напряжения, в отличие от варакторного диода, емкость которого, как было сказано выше, зависит только от одного управляющего напряжения.Thus, the capacitance of a field-effect transistor with a Schottky barrier, which controls the frequency of the element, depends on two voltages - on the drain - a constant voltage of positive polarity and a gate - the sum of a constant voltage of negative polarity and a control voltage, in contrast to a varactor diode, the capacitance of which, as was said above, depends on only one control voltage.

Наличие более сложной, чем у варакторного диода, функциональной зависимости емкости полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего частотой элемента от напряжений, позволяет определить оптимальное сочетание этих напряжений, при которых обеспечивается более широкий диапазон перестройки частоты генератора СВЧ от управляющего напряжения.The presence of a more complex functional dependence of the capacitance of a field-effect transistor with a Schottky barrier, which controls the frequency of the element on the voltages, than the varactor diode allows, to determine the optimal combination of these voltages, which provides a wider range of tuning of the frequency of the microwave generator from the control voltage.

Однако дальнейшему расширению диапазона перестройки частоты генератора, препятствует то обстоятельство, что с его увеличением снижается выходная мощность СВЧ, что особенно наблюдается и имеет место на границах этого диапазона перестройки частоты.However, the further expansion of the frequency tuning range of the generator is hindered by the fact that with its increase the microwave output power decreases, which is especially observed and takes place at the borders of this frequency tuning range.

В свою очередь снижение выходной мощности СВЧ приводит к пропорциональному уменьшению коэффициента полезного действия генератора СВЧ.In turn, a decrease in the microwave output power leads to a proportional decrease in the efficiency of the microwave generator.

Техническим результатом предложенного изобретения является расширение диапазона перестройки частоты при одновременном увеличении выходной мощности СВЧ и соответственно увеличение коэффициента полезного действия.The technical result of the proposed invention is to expand the range of frequency tuning while increasing the output power of the microwave and, accordingly, increasing the efficiency.

Указанный технический результат достигается предложенным генератором СВЧ, содержащим активный и управляющий частотой элементы, которые выполнены каждый на полевом транзисторе с барьером Шотки по схеме с общим истоком, колебательную систему, один конец которой соединен с затвором полевого транзистора с барьером Шотки активного элемента, а другой - со стоком полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего частотой элемента, активный элемент подключен к соответствующим источникам посредством фильтров питания, при этом упомянутые элементы и их соединения выполнены в виде интегральной схемы на изолирующей подложке, в который дополнительно введен управляющий мощностью элемент, выполненный также на полевом транзисторе с барьером Шотки и в составе упомянутой интегральной схемы, интегральная схема выполнена на одной из сторон изолирующей подложки, а на другой ее стороне выполнена металлическая пленка толщиной, равной 5-10 мкм, в которой выполнена продольная осесимметричная щель, коротко замкнутая на одном конце, проводник колебательной системы, соединенный с затвором полевого транзистора с барьером Шотки активного элемента, расположен перпендикулярно продольной осесимметричной щели, исток и сток полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего мощностью элемента, соединены с металлической пленкой посредством сквозных металлизированных отверстий, выполненных в изолирующей подложке по обе стороны продольной осесимметричной щели, на расстоянии каждый, равном четверти длины волны, как от коротко замкнутого конца продольной осесимметричной щели, так и от упомянутого проводника колебательной системы, а на затвор полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего мощностью элемента, подают управляющее напряжение.The specified technical result is achieved by the proposed microwave generator, containing the active and frequency-controlling elements, which are each made on a field-effect transistor with a Schottky barrier according to a common source circuit, an oscillating system, one end of which is connected to the gate of a field-effect transistor with a Schottky barrier of the active element, and the other with the drain of a field-effect transistor with a Schottky barrier, which controls the frequency of the element, the active element is connected to the corresponding sources through power filters, while The components and their connections are made in the form of an integrated circuit on an insulating substrate, into which an additional power control element is introduced, also made on a field-effect transistor with a Schottky barrier and as part of the integrated circuit, the integrated circuit is made on one side of the insulating substrate, and on the other the side is made of a metal film with a thickness of 5-10 μm, in which a longitudinal axisymmetric gap is made, short-circuited at one end, a conductor of the oscillatory system connected to the gate a transistor with a Schottky barrier of the active element, located perpendicular to the longitudinal axisymmetric gap, the source and drain of the field transistor with a Schottky barrier, which controls the power of the element, are connected to the metal film through metallized through holes made in an insulating substrate on both sides of the longitudinal axisymmetric gap equal to a quarter of the wavelength, both from the short-closed end of the longitudinal axisymmetric gap, and from the said conductor of the oscillatory system We, and the gate of the FET with Schottky barrier controlling the power element is fed a control voltage.

Генератор СВЧ может быть выполнен как в гибридном, так и в монолитном интегральном исполнении.The microwave generator can be made both in hybrid and in integral integral design.

Генератор СВЧ может быть размещен как в корпусе, так и в волноводе.The microwave generator can be placed both in the housing and in the waveguide.

Раскрытие сущности предложенного изобретения.Disclosure of the essence of the proposed invention.

Введение в генератор СВЧ управляющего мощностью элемента в виде полевого транзистора с барьером Шотки в совокупности с наличием в конструкции продольной осесимметричной щели, коротко замкнутой на одном конце, и в совокупности с предложенным соединением как активного элемента, так и управляющего мощностью элемента, и в совокупности с другими признаками предложенной формулы изобретения позволяет осуществлять согласование выходного сигнала генератора СВЧ с нагрузкой с малым коэффициентом отражения, и тем самым осуществлять более эффективный отбор мощности и, следовательно, повысить выходную мощность СВЧ и соответственно коэффициент полезного действия.Introduction to the microwave generator of the power control element in the form of a field-effect transistor with a Schottky barrier in conjunction with the presence in the design of a longitudinal axisymmetric slit short-circuited at one end, and in conjunction with the proposed connection of both the active element and the power control element, and in conjunction with other features of the proposed claims allows matching the output signal of the microwave generator with a load with a low reflection coefficient, and thereby implement a more effective efficient power take-off and, therefore, to increase the microwave output power and, accordingly, the efficiency factor.

Продольная осесимметричная щель в генераторе СВЧ, коротко замкнутая на одном конце и предложенное ее соединение с управляющим мощностью элементом посредством сквозных металлизированных отверстий, выполненных в изолирующей подложке по обе стороны продольной осесимметричной щели, на расстоянии каждый, равном четверти длины волны, как от коротко замкнутого конца продольной осесимметричной щели, так и от упомянутого проводника колебательной системы, выполняет, по меньшей мере, две функции:A longitudinal axisymmetric gap in the microwave generator, short-circuited at one end and its proposed connection with the power control element through metallized through holes made in an insulating substrate on both sides of the longitudinal axisymmetric gap, each equal to a quarter of the wavelength, as from a short-closed end longitudinal axisymmetric gap, and from the aforementioned conductor of the oscillatory system, performs at least two functions:

во-первых, обеспечивает возможность включения в генератор СВЧ, управляющего мощностью элемента, и позволяет варьировать выходную мощность СВЧ в широких пределах и тем самым осуществлять оптимальный выбор как диапазона перестройки частоты, так и величины выходной мощности СВЧ.firstly, it makes it possible to include a microwave that controls the power of the element into the microwave generator and allows you to vary the microwave power output over a wide range and thereby make the optimal choice of both the frequency tuning range and the microwave power output value.

При подаче на затвор полевого транзистора с барьером Шотки управляющего мощностью элемента, управляющего напряжения Up, равного нулю упомянутый транзистор открывается, через него течет ток, что эквивалентно короткому замыканию продольной осесимметричной щели на расстоянии, равном четверти длины волны от проводника колебательной системы.When applying to the gate of a field-effect transistor with a Schottky barrier the power control element, the control voltage Up, equal to zero, the said transistor opens, a current flows through it, which is equivalent to a short circuit of the longitudinal axisymmetric gap at a distance equal to a quarter of the wavelength from the conductor of the oscillatory system.

При подаче на затвор полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего мощностью элемента, управляющего напряжения Up, равного напряжению отсечки Uотс, упомянутый транзистор закрывается, ток через него не течет, что эквивалентно короткому замыканию продольной осесимметричной щели на расстоянии, равном половине длины волны от проводника колебательной системы.When a field-effect transistor with a Schottky barrier is applied to the gate, which controls the power of the element, the control voltage Up, equal to the cut-off voltage Uots, the mentioned transistor closes, the current does not flow through it, which is equivalent to a short circuit of the longitudinal axisymmetric gap at a distance equal to half the wavelength from the vibrational conductor system.

Таким образом, изменяя управляющее напряжение Up от нуля до напряжения отсечки Uотс, короткое замыкание продольной осесимметричной щели перемещают в пределах от четверти до половины длины волны, что позволяет определить оптимальное значение управляющего напряжения Up, при котором достигается согласование выходного сигнала генератора СВЧ с нагрузкой с малым коэффициентом отражения;Thus, changing the control voltage Up from zero to the cut-off voltage Uot, the short circuit of the longitudinal axisymmetric slit is moved within a quarter to half of the wavelength, which allows us to determine the optimal value of the control voltage Up at which the output signal of the microwave generator is matched with a low load reflection coefficient;

Во-вторых, служит для вывода энергии СВЧ-колебаний.Secondly, it serves to output the energy of microwave oscillations.

Выполнение металлической пленки на другой стороне изолирующей подложки как указано в формуле изобретения необходимо для реализации продольной осесимметричной щели.The implementation of a metal film on the other side of the insulating substrate as indicated in the claims is necessary for the implementation of a longitudinal axisymmetric gap.

Толщина металлической пленки ограничена с одной стороны, менее 5 мкм, необходимостью сохранения ее целостности, а с другой, более 10 мкм, нецелесообразностью с точки зрения экономии металла, например золота, который как известно благодаря, высокой электро- и теплопроводности, так и адгезионной прочности, и не высокой химической активности широко используется в качестве металла пленки.The thickness of the metal film is limited on the one hand, less than 5 microns, the need to preserve its integrity, and on the other, more than 10 microns, impractical from the point of view of saving metal, such as gold, which is known due to its high electrical and thermal conductivity, and adhesive strength , and not high chemical activity is widely used as a metal film.

Выполнение управляющего по мощности элемента, как активного и управляющего по частоте элементов в виде полевых транзисторов с барьером Шотки, обеспечивает возможность выполнения их в монолитном интегральном исполнении.The performance of the power-controlling element as active and frequency-controlling elements in the form of field-effect transistors with a Schottky barrier provides the possibility of their execution in a monolithic integral design.

Таким образом, предложенный генератор СВЧ обеспечит:Thus, the proposed microwave generator will provide:

во-первых, возможность осуществления одновременно с электрической перестройкой частоты и электрическую перестройку мощности;firstly, the possibility of carrying out simultaneously with the electrical frequency adjustment and electrical power adjustment;

во-вторых, и самое главное позволит оптимизировать как диапазон перестройки частоты, так и величину выходной мощности СВЧ, при этом расширить диапазон перестройки частоты при одновременном увеличении выходной мощности СВЧ.secondly, and most importantly, it will allow optimizing both the frequency tuning range and the microwave output power value, while expanding the frequency tuning range while increasing the microwave output power.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 дан общий вид предложенного генератора СВЧ, гдеFigure 1 is a General view of the proposed microwave generator, where

- активный элемент в виде полевого транзистора с барьером Шотки - 1,- the active element in the form of a field effect transistor with a Schottky barrier - 1,

- управляющий частотой элемент в виде полевого транзистора с барьером Шотки - 2,- frequency-controlling element in the form of a field-effect transistor with a Schottky barrier - 2,

- колебательная система - 3,- oscillatory system - 3,

- фильтры питания - 4,- power filters - 4,

- интегральная схема - 5,- integrated circuit - 5,

- изолирующая подложка - 6,- insulating substrate - 6,

- управляющий мощностью элемент в виде полевого транзистора с барьером Шотки - 7,- power control element in the form of a field effect transistor with a Schottky barrier - 7,

- металлическая пленка - 8,- metal film - 8,

- продольная осесимметричная щель - 9,- longitudinal axisymmetric gap - 9,

- проводник колебательной системы - 10,- conductor of the oscillatory system - 10,

- сквозные металлизированные отверстия - 11.- through metallized holes - 11.

На фиг.2 дана эквивалентная схема генератора СВЧ.Figure 2 shows the equivalent circuit of the microwave generator.

На фиг.3 приведены зависимости частоты f и выходной мощности Р генератора СВЧ от управляющего напряжения Uf при оптимальном управляющем напряжении Up, равном -1,2 В.Figure 3 shows the dependence of the frequency f and the output power P of the microwave generator on the control voltage Uf at an optimal control voltage Up equal to -1.2 V.

Пример 1.Example 1

Рассмотрен вариант генератора СВЧ в монолитном интегральном исполнении.A variant of a microwave generator in a monolithic integral design is considered.

Изолирующая подложка в виде кристалла арсенида галлия выполнена толщиной, равной 100 мкм.The insulating substrate in the form of a gallium arsenide crystal is made with a thickness of 100 μm.

Полевые транзисторы с барьером Шотки активного и управляющих частотой и мощностью элементов выполнены одинаковыми, при этом длина и ширина затвора равна 0,3 мкм и 300 мкм соответственно.Field-effect transistors with a Schottky barrier of the active and frequency and power control elements are made the same, while the length and width of the gate are 0.3 μm and 300 μm, respectively.

Колебательная система 3 в данном случае представляет собой отрезок тонкого проводника с заданным значением индуктивности, плоскопараллельного конденсатора с заданным значением емкости и проводника колебательной системы 10.The oscillation system 3 in this case is a segment of a thin conductor with a given value of inductance, a plane-parallel capacitor with a given value of capacitance and a conductor of the oscillatory system 10.

На одной из сторон изолирующей подложки 6, как сказано выше в виде кристалла арсенида галлия выполнена топология монолитной интегральной схемы 5, содержащая активный элемент 1, управляющие элементы соответственно частотой 2 и мощностью 7, колебательную систему 3 с проводником колебательной системы 10, фильтры питания 4 с использованием традиционных методов тонкопленочной технологии.On one side of the insulating substrate 6, as mentioned above in the form of a gallium arsenide crystal, a topology of a monolithic integrated circuit 5 is made, containing an active element 1, control elements with a frequency of 2 and a power of 7, an oscillatory system 3 with a conductor of an oscillatory system 10, and power filters 4 s using traditional methods of thin-film technology.

При этом проводник колебательной системы 10, соединенный с затвором полевого транзистора с барьером Шотки активного элемента 1, расположен перпендикулярно продольной осесимметричной щели 9.In this case, the conductor of the oscillatory system 10, connected to the gate of the field-effect transistor with a Schottky barrier of the active element 1, is perpendicular to the longitudinal axisymmetric gap 9.

На другой стороне изолирующей подложки 6 выполнена металлическая пленка 8 толщиной, равной 7 мкм вакуумным напылением золота, в которой выполнена продольная осесимметричная щель 9 шириной, равной 50 мкм, коротко замкнутая на одном конце, а другой ее конец служит выводом энергии СВЧ-колебаний.On the other side of the insulating substrate 6, a metal film 8 is made of a thickness equal to 7 μm by vacuum deposition of gold, in which a longitudinal axisymmetric gap 9 is made with a width of 50 μm, short-circuited at one end, and the other end serves as an output of microwave energy.

В изолирующей подложке 6 по обе стороны продольной осесимметричной щели 9 выполнены сквозные металлизированные золотом отверстия 11, на расстоянии каждый, равном четверти длины волны, как от коротко замкнутого конца продольной осесимметричной щели 9, так и от упомянутого проводника колебательной системы 10, например, для частоты 33 ГГц, равном 1 мм.In the insulating substrate 6 on both sides of the longitudinal axisymmetric slit 9, there are through gold-plated holes 11, each at a distance equal to a quarter of the wavelength, both from the short-closed end of the longitudinal axisymmetric slit 9 and from the said conductor of the oscillating system 10, for example, for frequency 33 GHz, equal to 1 mm.

Пример 2-3.Example 2-3.

Аналогично примеру 1 выполнены генераторы СВЧ, но при значениях толщины металлической пленки 5 и 10 мкм соответственно.Analogously to example 1, microwave generators were made, but with metal film thicknesses of 5 and 10 μm, respectively.

На изготовленных образцах генератора СВЧ были сняты зависимости частоты f и выходной мощности Р генератора СВЧ от управляющего напряжения Uf, что отражено на фиг.3.On the manufactured samples of the microwave generator, the dependences of the frequency f and the output power P of the microwave generator on the control voltage Uf were taken, which is reflected in figure 3.

Работа устройства.The operation of the device.

Рассмотрим вариант работы предложенного генератора СВЧ с центральной частотой рабочего диапазона, равной, например, 33 ГГц.Consider the option of the proposed microwave generator with a central frequency of the operating range equal to, for example, 33 GHz.

На сток полевого транзистора с барьером Шотки активного элемента 1, соединенного по схеме с общим истоком подают напряжение Uc, равное 5 В.A voltage Uc of 5 V is applied to the drain of a field-effect transistor with a Schottky barrier of the active element 1, connected according to the circuit with a common source

На его затвор подают напряжение U3, равное - 1 В.A voltage of U 3 equal to 1 V is applied to its shutter.

Изменяя управляющее напряжение Uf на затворе полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего частотой элемента от 0 до напряжения отсечки Uотс, получают частоту f колебаний, равную 33 ГГц 6, выходную мощность Р, равную 50 мВт.By changing the control voltage Uf at the gate of a field-effect transistor with a Schottky barrier, which controls the element frequency from 0 to the cutoff voltage Uots, an oscillation frequency f equal to 33 GHz 6 is obtained, and the output power P is equal to 50 mW.

Далее изменяя управляющее напряжение Up на затворе полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего мощностью элемента, получают выходную мощность Р, равную 70 мВт, при этом частота f колебаний изменилась и стала равной 26 ГГц.Further, by changing the control voltage Up at the gate of a field-effect transistor with a Schottky barrier, which controls the power of the element, an output power P of 70 mW is obtained, while the oscillation frequency f changes and becomes equal to 26 GHz.

Изменяя управляющее напряжение Uf на затворе полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего частотой элемента от 0 до напряжения отсечки Uотс, получают изменение частоты f колебаний в рабочем диапазоне частот от 26 ГГц до 40 ГГц и изменение выходной мощности Р от 60 мВт до 70 мВт.By changing the control voltage Uf at the gate of a field-effect transistor with a Schottky barrier, which controls the element frequency from 0 to the cutoff voltage Uots, a change in the oscillation frequency f in the operating frequency range from 26 GHz to 40 GHz and a change in the output power P from 60 mW to 70 mW are obtained.

Как указано выше, все это отражено на фиг.3.As indicated above, all this is reflected in figure 3.

Таким образом, предложенный генератор СВЧ по сравнению с прототипом позволит:Thus, the proposed microwave generator in comparison with the prototype will allow:

- расширить диапазон перестройки частоты примерно на двадцать процентов;- expand the frequency tuning range by about twenty percent;

- при одновременном увеличении выходной мощности СВЧ, и соответственно коэффициента полезного действия примерно в два раза.- while increasing the output power of the microwave, and, accordingly, the efficiency of approximately two times.

Кроме того, конструкция предложенного генератора СВЧ обеспечивает:In addition, the design of the proposed microwave generator provides:

- его выполнение как в гибридном, так и в монолитном интегральном исполнении;- its implementation both in hybrid and in integral integral design;

- а его использование как в корпусе, так и в волноводе.- and its use both in the case and in the waveguide.

Источники информацииInformation sources

1. Гассанов Л.Г., Липатов А.А., Марков В.В. «Твердотельные устройства СВЧ в технике связи». - М.: Радио и связь, 1988 г., с.193.1. Gassanov L.G., Lipatov A.A., Markov V.V. "Solid-state microwave devices in communications technology." - M .: Radio and communications, 1988, p. 193.

2. Патент РФ №2277293, МПК Н03В 7/14, приоритет 05.10.2004 - прототип.2. RF patent №2277293, IPC Н03В 7/14, priority 05.10.2004 - prototype.

Claims (3)

1. Генератор СВЧ, содержащий активный и управляющий частотой элементы, которые выполнены каждый на полевом транзисторе с барьером Шотки по схеме с общим истоком, колебательную систему, один конец которой соединен с затвором полевого транзистора с барьером Шотки активного элемента, а другой - со стоком полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего частотой элемента, активный элемент подключен к соответствующим источникам посредством фильтров питания, при этом упомянутые элементы и их соединения выполнены в виде интегральной схемы на изолирующей подложке, отличающийся тем, что в генератор дополнительно введен управляющий мощностью элемент, выполненный также на полевом транзисторе с барьером Шотки и в составе упомянутой интегральной схемы, интегральная схема выполнена на одной из сторон изолирующей подложки, а на другой ее стороне выполнена металлическая пленка толщиной, равной 5-10 мкм, в которой выполнена продольная осесимметричная щель, коротко замкнутая на одном конце, проводник колебательной системы, соединенный с затвором полевого транзистора с барьером Шотки активного элемента, расположен перпендикулярно продольной осесимметричной щели, исток и сток полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего мощностью элемента, соединены с металлической пленкой посредством сквозных металлизированных отверстий, выполненных в изолирующей подложке по обе стороны продольной осесимметричной щели, на расстоянии каждый, равном четверти длины волны, как от коротко замкнутого конца продольной осесимметричной щели, так и от упомянутого проводника колебательной системы, а на затвор полевого транзистора с барьером Шотки, управляющего мощностью элемента, подают управляющее напряжение.1. A microwave generator containing active and frequency-controlling elements that are each made on a field-effect transistor with a Schottky barrier according to a common source circuit, an oscillating system, one end of which is connected to the gate of a field-effect transistor with a Schottky barrier of the active element, and the other to a field drain a Schottky barrier transistor controlling the frequency of the element, the active element is connected to the appropriate sources through power filters, while the above elements and their connections are made in the form of an integrated circuit and an insulating substrate, characterized in that the power control element is additionally introduced into the generator, also made on a field-effect transistor with a Schottky barrier and as part of the integrated circuit, the integrated circuit is made on one side of the insulating substrate, and a metal film is made on its other side equal to 5-10 microns, in which a longitudinal axisymmetric gap is made, short-circuited at one end, a conductor of the oscillatory system connected to the gate of a field-effect transistor with a Schott barrier and the active element, located perpendicular to the longitudinal axisymmetric gap, the source and drain of the field-effect transistor with a Schottky barrier, which controls the power of the element, are connected to the metal film through metallized through holes made in an insulating substrate on both sides of the longitudinal axisymmetric gap, each equal to a quarter of the length waves, both from the short-closed end of the longitudinal axisymmetric gap, and from the aforementioned conductor of the oscillatory system, and to the gate of the field-effect transistor Schottky barrier power control element, the control voltage is supplied. 2. Генератор СВЧ по п.1, отличающийся тем, что генератор СВЧ может быть выполнен как в гибридном, так и в монолитном интегральном исполнении.2. The microwave generator according to claim 1, characterized in that the microwave generator can be performed both in hybrid and in integral integral design. 3. Генератор СВЧ по п.1, отличающийся тем, что генератор СВЧ может быть размещен как в корпусе, так и в волноводе. 3. The microwave generator according to claim 1, characterized in that the microwave generator can be placed both in the housing and in the waveguide.
RU2007147071/09A 2007-12-17 2007-12-17 Microwave oscillator RU2357355C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147071/09A RU2357355C1 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Microwave oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147071/09A RU2357355C1 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Microwave oscillator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2357355C1 true RU2357355C1 (en) 2009-05-27

Family

ID=41023638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007147071/09A RU2357355C1 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Microwave oscillator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2357355C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD268Z (en) * 2009-08-11 2011-03-31 Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы Microwave generator
MD282Z (en) * 2009-08-11 2011-04-30 Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы Device for emission of electromagnetic microwaves
MD314Z5 (en) * 2010-03-15 2011-07-31 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" Device for emission of electromagnetic microwaves
RU2494526C2 (en) * 2010-04-05 2013-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Method of generating electromagnetic oscillations in microwave and ehf ranges with ultra-wideband frequency tuning

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD268Z (en) * 2009-08-11 2011-03-31 Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы Microwave generator
MD282Z (en) * 2009-08-11 2011-04-30 Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы Device for emission of electromagnetic microwaves
MD314Z5 (en) * 2010-03-15 2011-07-31 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" Device for emission of electromagnetic microwaves
RU2494526C2 (en) * 2010-04-05 2013-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Method of generating electromagnetic oscillations in microwave and ehf ranges with ultra-wideband frequency tuning

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102714485B (en) Oscillation circuit having negative differential resistance element and oscillator using the oscillation circuit
US3516021A (en) Field effect transistor microwave generator
Hsieh et al. High-efficiency piezoelectric-transducer-tuned feedback microstrip ring-resonator oscillators operating at high resonant frequencies
RU2357355C1 (en) Microwave oscillator
CN104854789A (en) High frequency oscillator circuit and method to operate same
Lee et al. High-Q active resonators using amplifiers and their applications to low phase-noise free-running and voltage-controlled oscillators
JPS62252206A (en) Frequency multiplying voltage control oscillator
CN109274368A (en) A kind of broad tuning Low phase noise micro-strip voltage controlled oscillator
Osadchuk et al. Microwave oscillator on transistor structures with dielectric resonators
WO2004025833A2 (en) Integrated circuit oscillator
Papp et al. An 8-18-GHz YIG-tuned FET oscillator
Jang et al. A feedback GaN HEMT oscillator
Wu et al. Active complementary coupled resonator for low phase noise X-band oscillator
JP2002000018U (en) Oscillator stabilized by a conducting planar resonator
KR100572128B1 (en) A voltage controlled oscillator using LC resonator
RU2239938C1 (en) Microwave transistor oscillator
Weber et al. A PLL-stabilized W-band MHEMT push-push VCO with integrated frequency divider circuit
Ikematsu et al. A 40 GHz-band fully monolithic VCO with a one-wave length microstrip resonator for accurate oscillation frequency
US6949982B2 (en) Voltage controlled oscillators incorporating parascan R varactors
US8547181B2 (en) Oscillator with ohmically adjustable oscillation frequency
Yoon et al. Design of an I‐band low phase noise oscillator using a new hair‐pin resonator
CN209267535U (en) A kind of broad tuning Low phase noise micro-strip voltage controlled oscillator
Baek et al. Multi-band active integrated antenna using Clapp oscillator circuit
RU2582879C1 (en) Microwave generator
JPH09260945A (en) Microwave and millimeter wave oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160714