RU2501155C1 - METHOD FOR POWER AMPLIFICATION ON GaN MICROWAVE TRANSISTORS AND PULSED MICROWAVE POWER AMPLIFIER - Google Patents
METHOD FOR POWER AMPLIFICATION ON GaN MICROWAVE TRANSISTORS AND PULSED MICROWAVE POWER AMPLIFIER Download PDFInfo
- Publication number
- RU2501155C1 RU2501155C1 RU2012146607/08A RU2012146607A RU2501155C1 RU 2501155 C1 RU2501155 C1 RU 2501155C1 RU 2012146607/08 A RU2012146607/08 A RU 2012146607/08A RU 2012146607 A RU2012146607 A RU 2012146607A RU 2501155 C1 RU2501155 C1 RU 2501155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gan
- microwave
- transistor
- power
- pulse
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Группа изобретений относится к технике СВЧ и может быть использована в радиолокационной и радионавигационной технике, а также в средствах передачи информации.The group of inventions relates to microwave technology and can be used in radar and radio navigation equipment, as well as in means of transmitting information.
Из уровня техники известен импульсный усилитель мощности СВЧ, который содержит развязывающие вентили, модулятор, первый каскад усиления сигнала СВЧ, выполненный, например, на лампе бегущей волны (ЛБВ), второй каскад усиления сигнала СВЧ, выполненный на амплитроне, импульсный трансформатор, при этом аноды ЛБВ и амплитрона, а также один из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора соединены с общей шиной, катод амплитрона соединен с другим выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, а катод ЛБВ соединен с катодом амплитрона через согласующий резистор. Параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора включен пиковый детектор, состоящий из конденсатора, диода и резистора, включенного параллельно диоду, при этом одна из обкладок конденсатора соединена с катодом амплитрона, другая обкладка конденсатора соединена с катодом диода, анод которого подключен к общей шине, а параллельно согласующему резистору включен другой конденсатор. Параллельно диоду и резистору пикового детектора включен высоковольтный ключ, при этом коллектор ключа соединен с катодом диода, причем управляющий электрод ключа через драйвер и один из входов схемы управления с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) соединен с катодом диода, а другой вход схемы управления с ШИМ соединен с внешним источником импульсов запуска (патент РФ №2263391, опубл. 27.10.2005).The prior art pulse microwave power amplifier, which contains isolation valves, a modulator, a first microwave signal amplification stage, made, for example, on a traveling wave lamp (TWT), a second microwave signal amplification stage, made on an amplitron, a pulse transformer, with anodes The TWT and the amplitron, as well as one of the terminals of the secondary winding of the pulse transformer are connected to a common bus, the cathode of the amplitron is connected to the other terminal of the secondary winding of the pulse transformer, and the cathode of the TWT is connected to the cathode of the amp Throne through the terminating resistor. In parallel with the secondary winding of the pulse transformer, a peak detector is turned on, consisting of a capacitor, a diode, and a resistor connected in parallel with the diode, while one of the capacitor plates is connected to the cathode of the amplitron, the other capacitor plate is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the common bus, and in parallel another capacitor is connected to the resistor. In parallel with the diode and peak detector resistor, a high-voltage switch is connected, while the switch collector is connected to the diode cathode, and the key control electrode is connected to the diode cathode through a driver and one of the inputs of the pulse-width modulated (PWM) control circuit, and the other input of the control circuit PWM is connected to an external source of triggering pulses (RF patent No. 2263391, publ. 10/27/2005).
Недостатком известного устройства является низкая надежность, недостаточный уровень выходной мощности СВЧ-транзисторов и твердотельных модулей СВЧ-передатчиков, а также высокий уровень фазового шума.A disadvantage of the known device is its low reliability, insufficient output power of microwave transistors and solid-state modules of microwave transmitters, as well as a high level of phase noise.
Также из уровня техники известен усилитель, который содержит развязывающие вентили, модулятор, первый каскад усиления сигнала СВЧ, выполненный, например, на лампе бегущей волны (ЛБВ), второй каскад усиления сигнала СВЧ, выполненный, например, на амплитроне, а также согласующий резистор, полевой транзистор, резистор обратной связи и управляющий источник напряжения (см. патент РФ №2340083, опубл. 27.11.2008).Also known from the prior art is an amplifier that contains isolation valves, a modulator, a first microwave signal amplification stage, made, for example, on a traveling wave lamp (TWT), a second microwave signal amplification stage, made, for example, on an amplitron, and also a matching resistor, field effect transistor, feedback resistor and control voltage source (see RF patent No. 2340083, publ. 27.11.2008).
Недостатками известного устройства также являются низкая надежность, недостаточный уровень выходной мощности СВЧ-транзисторов и твердотельных модулей СВЧ-передатчиков.The disadvantages of the known device are also low reliability, insufficient output power of microwave transistors and solid-state modules of microwave transmitters.
Кроме того, из уровня техники известен способ использования импульсного усилителя мощности СВЧ (см. патент РФ №2263391, опубл. 27.10.2005), в котором мощность СВЧ подается на вход развязывающего вентиля. После усиления в первом каскаде усиления сигнала СВЧ мощность СВЧ через вентиль поступает на вход второго каскада усиления сигнала СВЧ. С выхода СВЧ второго каскада мощность СВЧ поступает в антенну. Импульсная модуляция каскадов и усиления сигнала СВЧ производится так же, как и в устройстве-прототипе, от одного импульсного модулятора. Согласование модулятора с каскадами и реализуется с помощью импульсного повышающего трансформатора. Импульсное напряжение на второй каскад усиления сигнала СВЧ подается непосредственно с вторичной обмотки трансформатора, а на первый каскад - с этой же вторичной обмотки через согласующий резистор.In addition, the prior art method of using a pulsed microwave power amplifier (see RF patent No. 2263391, publ. 10/27/2005), in which the microwave power is supplied to the input of the decoupling valve. After amplification in the first stage of amplification of the microwave signal, the microwave power through the valve is fed to the input of the second stage of amplification of the microwave signal. From the microwave output of the second stage, the microwave power is supplied to the antenna. Pulse modulation of cascades and amplification of the microwave signal is carried out in the same way as in the prototype device from one pulse modulator. Coordination of the modulator with cascades is realized using a pulse step-up transformer. The pulse voltage to the second stage of amplification of the microwave signal is supplied directly from the secondary winding of the transformer, and to the first stage from the same secondary winding through a matching resistor.
Для уменьшения фазовых искажений на переднем фронте модулирующего импульса первого каскада параллельно согласующему резистору включен конденсатор.To reduce phase distortion at the leading edge of the modulating pulse of the first stage, a capacitor is connected in parallel with the matching resistor.
Согласование модулятора с каскадами и усиления сигнала СВЧ с помощью импульсного трансформатора влечет за собой осцилляции и спад напряжения на вершине модулирующего импульса, обусловленные индуктивностью рассеяния и конечной величиной индуктивности намагничивания трансформатора, шунтирующих нагрузку, которой являются электронные лампы первого и второго каскадов усиления сигнала СВЧ.Coordination of the modulator with the cascades and amplification of the microwave signal using a pulse transformer entails oscillations and a voltage drop at the top of the modulating pulse, due to the inductance of the scattering and the final magnitude of the magnetization inductance of the transformer, shunting the load, which are the electronic tubes of the first and second stages of amplification of the microwave signal.
В паузе между импульсами конденсатор разряжается через ключ и вторичную обмотку трансформатора. Схема управления с ШИМ, синхронизированная импульсом запуска, в паузе между импульсами запуска выдает задержанный относительно импульса запуска импульс управления ключом, длительность которого изменяется таким образом, чтобы уровень напряжения пикового детектора сохранялся неизменным при любых режимах скважности импульсов. Изменяющийся по длительности импульс управления усиливается по мощности драйвером и затем подается на управляющий электрод ключа, который открывается. При этом конденсатор частично разряжается через ключ и первичную обмотку трансформатора.In the pause between pulses, the capacitor is discharged through the key and the secondary winding of the transformer. A control circuit with a PWM synchronized by a start pulse, in the pause between start pulses, gives a key control delay delayed relative to the start pulse, the duration of which changes so that the voltage level of the peak detector remains unchanged for any pulse duty cycle conditions. The control pulse varying in duration is amplified by the driver power and then fed to the control electrode of the key, which opens. In this case, the capacitor is partially discharged through the key and the primary winding of the transformer.
Недостатками известного способа являются его недостаточный уровень выходной мощности СВЧ-транзисторов и высокий уровень фазового шума.The disadvantages of this method are its insufficient level of output power of microwave transistors and a high level of phase noise.
Задачей настоящей группы изобретений является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of this group of inventions is to eliminate the above disadvantages.
Обобщенный технический результат заключается в уменьшении уровня фазового шума выходного СВЧ-сигнала и повышении надежности устройства, обусловленной защитой затвора GaN СВЧ-транзистора от пробоя при перегрузке входным СВЧ-сигналом.The general technical result consists in reducing the phase noise level of the output microwave signal and increasing the reliability of the device due to the protection of the GaN gate of the microwave transistor against breakdown during overload by the input microwave signal.
Технический результат обеспечивается тем, что импульсный СВЧ-усилитель мощности на GaN СВЧ-транзисторах включает входной и выходной суммирующие микрополосковые мосты, в плечах которых установлены GaN СВЧ-транзисторы, затворы которых подключены к стабилизатору напряжения, а стоки подключены к быстродействующему импульсному модулятору, содержащему мощный коммутирующий ключ на силовом GaN транзисторе со скоростным драйвером, подключающим сток GaN СВЧ-транзисторов к накопительной емкости, мощный разрядный ключ на силовом GaN транзисторе со скоростным драйвером, обеспечивающим разряд емкостей GaN СВЧ-транзисторов после отключения коммутирующего ключа и источника питания с широтно-импульсной модуляцией, зарядный ключ на силовом GaN транзисторе со скоростным драйвером, обеспечивающий отключение накопительной емкости и стока GaN СВЧ-транзистора от источника питания с широтно-импульсной модуляцией с выходным напряжением 5-45 В и подключение накопительной емкости к источнику питания с широтно-импульсной модуляцией во время отключения напряжения питания от стоков GaN СВЧ-транзисторов коммутирующим ключом.The technical result is ensured by the fact that a pulsed microwave power amplifier based on GaN microwave transistors includes input and output summing microstrip bridges, in the shoulders of which GaN microwave transistors are installed, the gates of which are connected to a voltage regulator, and the drains are connected to a high-speed pulse modulator containing a powerful switching key on a power GaN transistor with a high-speed driver connecting the drain of GaN microwave transistors to the storage capacitance, a powerful discharge key on a power GaN transistor with a growth driver that discharges the capacitances of GaN microwave transistors after disconnecting a switching key and a pulse-width modulated power supply, a charging key on a power GaN transistor with a high-speed driver, which disconnects the storage capacitance and drain of a GaN microwave transistor from a pulse-width pulse power supply modulation with an output voltage of 5-45 V and the connection of the storage capacitance to a pulse-width modulated power source during the disconnection of the supply voltage from the GaN drains; microwave transistor switching key.
В соответствии с частными случаями выполнения устройство может иметь следующие конструктивные особенности.In accordance with particular cases, the device may have the following design features.
Затворы GaN СВЧ-транзисторов подключены к стабилизатору напряжения через микрополосковые фильтры и резистивные делители, а стоки подключены к быстродействующему импульсному модулятору через микрополосковые фильтры.The gates of the GaN microwave transistors are connected to the voltage regulator through microstrip filters and resistive dividers, and the drains are connected to the high-speed pulse modulator through microstrip filters.
Резистивный делитель питания затвора каждого GaN СВЧ-транзистора через диоды подключен к двум стабилизаторам напряжения.The resistive gate power divider of each GaN microwave transistor is connected through diodes to two voltage stabilizers.
Технический результат обеспечивается тем, что способ усиления мощности на GaN СВЧ-транзисторах с использованием импульсного СВЧ-усилителя мощности на GaN СВЧ-транзисторах характеризуется тем, что увеличение сигнала СВЧ осуществляют с быстродействующего импульсного модулятора, содержащего мощный коммутирующий ключ на силовом GaN транзисторе со скоростным драйвером, подключающим сток GaN СВЧ-транзисторов к накопительной емкости. При этом разряд емкости обеспечивает мощный разрядный ключ на силовом GaN транзисторе со скоростным драйвером после отключения коммутирующего ключа и источника питания с широтно-импульсной модуляцией. Зарядный ключ на силовом GaN транзисторе со скоростным драйвером обеспечивает отключение накопительной емкости и стока GaN СВЧ-транзистора от источника питания с широтно-импульсной модуляцией и подключение накопительной емкости к источнику питания с широтно-импульсной модуляцией во время отключения напряжения питания от стоков GaN СВЧ-транзисторов коммутирующим ключом.The technical result is ensured by the fact that the method of power amplification on GaN microwave transistors using a pulsed microwave power amplifier on GaN microwave transistors is characterized in that the microwave signal is increased from a high-speed pulse modulator containing a powerful switching key on a power GaN transistor with a high-speed driver connecting the drain of GaN microwave transistors to the storage capacitance. In this case, the discharge of the capacitance provides a powerful discharge key on a power GaN transistor with a high-speed driver after disconnecting the switching key and the power supply with pulse-width modulation. The charging key on a power GaN transistor with a high-speed driver ensures that the storage capacitance and drain of the GaN microwave transistor are disconnected from the pulse-width modulated power supply and the storage capacitance is connected to the pulse-width modulated power supply during disconnection of the supply voltage from the drains of the GaN microwave transistors with a switching key.
Техническая сущность настоящей группы изобретений поясняется следующими чертежами:The technical essence of this group of inventions is illustrated by the following drawings:
на фиг.1 отображена блок-схема;figure 1 shows a block diagram;
на фиг.2 отображена электрическая схема;figure 2 shows the electrical circuit;
на фиг.3 отображена графическая зависимость, характеризующая подавление пульсаций с частотой ШИМ в импульсе напряжения питания МУП с 50 мВ до 10 мВ;figure 3 shows a graphical dependence characterizing the suppression of ripple with a PWM frequency in the power supply voltage pulse MUP from 50 mV to 10 mV;
на фиг.4 приведены результаты измерения влияния СПФШ твердотельного импульсного передатчика с питанием от ВУМ при использовании трехключевой схемы;figure 4 shows the results of measuring the influence of SPFS solid-state pulse transmitter powered by a VUM when using a three-key circuit;
фиг.5 отображает графическую зависимость уменьшения уровня фазового шума.5 depicts a graphical dependence of phase noise reduction.
Настоящее устройство имеет следующие конструктивные элементы:This device has the following structural elements:
1 - входной микрополосковый мост;1 - input microstrip bridge;
2 - первый GaN СВЧ-транзистор;2 - the first GaN microwave transistor;
3 - второй GaN СВЧ-транзистор;3 - second GaN microwave transistor;
4 - выходной микрополосковый мост;4 - output microstrip bridge;
5 - первый защитный диод первого GaN СВЧ-транзистора;5 - the first protective diode of the first GaN microwave transistor;
6 - резистивный делитель первого GaN СВЧ-транзистора;6 - resistive divider of the first GaN microwave transistor;
7 - второй защитный диод первого GaN СВЧ-транзистора;7 - the second protective diode of the first GaN microwave transistor;
8 - первый защитный диод второго GaN СВЧ-транзистора;8 - the first protective diode of the second GaN microwave transistor;
9 - резистивный делитель второго GaN СВЧ-транзистора;9 - resistive divider of the second GaN microwave transistor;
10 - второй защитный диод второго GaN СВЧ-транзистора;10 - the second protective diode of the second GaN microwave transistor;
11 - первый стабилизатор напряжения затворов GaN СВЧ-транзистора;11 - the first voltage regulator gates GaN microwave transistor;
12 - второй стабилизатор напряжения затворов GaN СВЧ-транзистора;12 - the second voltage regulator of the gates of the gates of the GaN microwave transistor;
13 - микрополосковый фильтр-пробка питания затвора первого GaN СВЧ-транзистора;13 - microstrip filter plug power supply gate of the first GaN microwave transistor;
14 - микрополосковый фильтр-пробка питания затвора второго GaN СВЧ-транзистора;14 - microstrip filter plug power supply gate of the second GaN microwave transistor;
15 - микрополосковый фильтр-пробка питания стока первого GaN СВЧ-транзистора;15 is a microstrip filter plug power drain of the first GaN microwave transistor;
16 - микрополосковый фильтр-пробка питания второго стока GaN СВЧ-транзистора;16 - microstrip filter plug power supply of the second drain GaN microwave transistor;
17 - первый коммутирующий ключ на GaN силовом транзисторе цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора;17 is a first switching key on a GaN power transistor of a drain power circuit of a GaN microwave transistor;
18 - скоростной драйвер коммутирующего ключа цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора;18 - high-speed driver of the switching key of the power supply circuit of the drains GaN microwave transistor;
19 - накопительная емкость цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора;19 - storage capacity of the power supply circuit of the drains of the GaN microwave transistor;
20 - разрядный ключ на GaN силовом транзисторе цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора;20 - bit key on a GaN power transistor of a drain power circuit of a GaN microwave transistor;
21 - скоростной драйвер разрядного ключа цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора;21 is a high-speed driver of the discharge key of the power supply circuit of the drains GaN microwave transistor;
22 - вторичный источник питания (ВИЛ) широтно-импульсной модуляцией (ШИМ);22 - secondary power source (VLF) pulse-width modulation (PWM);
23 - зарядный ключ на GaN силовом транзисторе в цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора;23 - charging key on a GaN power transistor in the drain circuit of a GaN microwave transistor;
24 - скоростной драйвер третьего ключа цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора.24 - high-speed driver of the third key of the power supply circuit of the drains of the GaN microwave transistor.
На фиг.1 приведена блок-схема, на которой отображены входной 1 и выходной 4 суммирующие микрополосковые мосты, первый GaN СВЧ-транзистор 2, второй GaN СВЧ-транзистор 3, первый защитный диод 5, резистивный делитель первого GaN СВЧ-транзистора 6, второй защитный диод первого GaN СВЧ-транзистора 7, первый защитный диод второго GaN СВЧ-транзистора 8, резистивный делитель второго GaN СВЧ-транзистора 9, второй защитный диод второго GaN СВЧ-транзистора 10, первый стабилизатор напряжения затворов GaN СВЧ-транзистора 11, второй стабилизатор напряжения затворов GaN СВЧ-транзистора 12, микрополосковый фильтр-пробка питания затвора первого GaN СВЧ-транзистора 13, микрополосковый фильтр-пробка питания затвора второго GaN СВЧ-транзистора 14, микрополосковый фильтр-пробка питания стока первого GaN СВЧ-транзистора 15, микрополосковый фильтр-пробка питания второго стока GaN СВЧ-транзистора 16, первый коммутирующий ключ на GaN силовом транзисторе цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора 17, скоростной драйвер коммутирующего ключа цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора 18, накопительная емкость цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора 19, разрядный ключ на GaN силовом транзисторе цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора 20, скоростной драйвер разрядного ключа цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора 21, вторичный источник питания (ВИП) широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) 22, зарядный ключ на GaN силовом транзисторе в цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора 23, скоростной драйвер третьего ключа цепи питания стоков GaN СВЧ-транзистора 24.Figure 1 shows a block diagram showing the
Настоящее устройство работает следующим образом.This device operates as follows.
Импульсный СВЧ-усилитель мощности на GaN СВЧ-транзисторах с пониженным уровнем фазового шума выходного СВЧ-сигнала и защитой затвора GaN СВЧ-транзистора от пробоя при перегрузке входным СВЧ-сигналом состоит из входного и выходного суммирующих микрополосковых мостов 1, 4, в плечах которых установлены GaN СВЧ-транзисторы 2, 3, затворы которых через микрополосковые фильтры "пробки" 13, 14 и резистивные делители 6, 9 подключены к стабилизатору напряжения 11, 12, а стоки через микрополосковые фильтры "пробки" 15, 16 подключены к быстродействующему импульсному модулятору, содержащему мощный коммутирующий ключ 17 на силовом GaN транзисторе со скоростным драйвером 18, подключающим сток GaN СВЧ-транзисторов к накопительной емкости 19. Мощный разрядный ключ 20 на силовом GaN транзисторе со скоростным драйвером 21 обеспечивает разряд емкостей GaN СВЧ-транзисторов после отключения коммутирующего ключа 17 и вторичного источника питания 22, в котором для повышения коэффициента полезного действия СВЧ-усилителя использован вторичный источник питания с широтно-импульсной модуляцией.Pulse microwave power amplifier based on GaN microwave transistors with a reduced phase noise level of the output microwave signal and protection of the gate of the GaN transistor against breakdown during overload by the input microwave signal consists of input and output summing
В настоящем устройстве для минимизации тепловыделения и увеличения коэффициента полезного действия для питания СВЧ-транзисторов гибридных интегральных схем СВЧ-усилителя мощности в составе модулятора управления питанием (МУП) используется вторичный источник питания (ВИЛ) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) 22. Для конвертации напряжения вниз, в процессе реализации экспериментального образца, был применен ШИМ преобразователь с выходным напряжением 5-45 В, способный отдавать в нагрузку 20 А. Несмотря на наличие дискретных составляющих в спектре питания ШИМ преобразователя в сравнении с линейным источником выбор был сделан в сторону первого, так как ШИМ преобразователь имеет значительно более высокий КПД.In this device, to minimize heat generation and increase the efficiency for powering microwave transistors of hybrid integrated circuits, a microwave power amplifier as part of a power control modulator (MUP) uses a secondary power source (VLI) with pulse-width modulation (PWM) 22. For conversion voltage down, during the implementation of the experimental sample, a PWM converter with an output voltage of 5-45 V was applied, capable of delivering 20 A to a load. Despite the presence of discrete components in pektre PWM power converter as compared with the linear source selection was made on the first side, since the PWM converter has a significantly higher efficiency.
Для понижения уровня фазового шума выходного СВЧ-сигнала в цепь питания стоков GaN СВЧ-транзисторов дополнительно введен зарядный ключ 23 на силовом GaN транзисторе, управляемый скоростным драйвером 24, отключающим накопительную емкость 19 и сток GaN СВЧ-транзистора от вторичного источника питания 22 с ШИМ во время работы GaN СВЧ-транзисторов и подключающим накопительную емкость 19 к вторичному источнику питания 22 с широтно-импульсной модуляцией во время отключения напряжение питания от стоков GaN СВЧ-транзисторов коммутирующим ключом 17.To reduce the phase noise level of the output microwave signal, a charging
Для защиты затвора GaN СВЧ-транзистора от пробоя при перегрузке входным СВЧ-сигналом резистивные делители питания затвора 6, 9 каждого GaN СВЧ-транзистора через диоды 5, 7 подключены к двум стабилизаторам напряжения 11, 12. При этом значение напряжения первого стабилизатора 11 больше напряжения затвора, формируемого резистивным делителем, а значение напряжения второго стабилизатора 12 меньше напряжения затвора, формируемого резистивным делителем 6, 9.To protect the GaN gate of the microwave transistor from breakdown during overload by the input microwave signal, the resistive power dividers of the
Исследования основных характеристик опытного образца подтвердили ожидаемые преимущества нового импульсного СВЧ-усилителя мощности на GaN СВЧ-транзисторах с пониженным уровнем фазового шума выходного СВЧ-сигнала и защитой затвора GaN СВЧ-транзистора от пробоя при перегрузке входным СВЧ-сигналом с тремя силовыми ключами на GaN транзисторах по сравнению с аналогами. Экспериментальный образец импульсного СВЧ-усилителя мощности на GaN СВЧ-транзисторах с пониженным уровнем фазового шума выходного СВЧ-сигнала и защитой затвора GaN СВЧ-транзистора от пробоя при перегрузке входным СВЧ-сигналом обеспечил рабочий импульсный ток СВЧ-транзисторов усилителя 25 А при скважности Q=4. Образец работал при длительностях импульса от 0.5 мкс до 200 мкс с длительностью фронта и среза менее 0,1 мкс и величиной пульсаций напряжения менее 10 мВ (0,02% Uпит.). Кроме того, применение трехключевой схемы позволил снизить уровень СПФШ сигнала СВЧ-передатчика более чем на 20 дБ (фиг.5).Studies of the main characteristics of the prototype confirmed the expected advantages of a new pulsed microwave power amplifier based on GaN microwave transistors with a reduced phase noise level of the output microwave signal and protection of the gate of the GaN microwave transistor against breakdown during overload by the input microwave signal with three power switches on GaN transistors in comparison with analogues. An experimental sample of a pulsed microwave power amplifier based on GaN microwave transistors with a reduced phase noise level of the output microwave signal and protection of the gate of the GaN transistor against breakdown during overload by the input microwave signal provided a working pulse current of the microwave transistors of the amplifier 25 A at a duty cycle of Q = four. The sample worked at pulse durations from 0.5 μs to 200 μs with a front and slice duration of less than 0.1 μs and a voltage ripple of less than 10 mV (0.02% Upit). In addition, the use of a three-key circuit made it possible to reduce the level of the SPSH signal of the microwave transmitter by more than 20 dB (Fig. 5).
Отличия предложенного устройства на основе трехключевой конструкции от аналогов являются существенными, поскольку в указанном сочетании они обеспечивают следующие преимущества:Differences of the proposed device based on a three-key design from analogues are significant, since in the specified combination they provide the following advantages:
- понижение уровня фазового шума выходного СВЧ-сигнала и защита затвора GaN СВЧ-транзистора от пробоя при перегрузке входным СВЧ-сигналом.- lowering the phase noise level of the output microwave signal and protecting the gate of the GaN microwave transistor against breakdown during overload by the input microwave signal.
- минимизацию влияния на стабильность частоты и фазы СВЧ-сигнала уровня шумов и помех от вторичного источника питания,- minimizing the impact on the stability of the frequency and phase of the microwave signal noise and interference from a secondary power source,
- понижение уровня СПФШ сигнала СВЧ-передатчика более чем на 20 дБ,- lowering the SPFS signal level of the microwave transmitter by more than 20 dB,
- минимизацию массогабаритных характеристик аппаратуры при обеспечении устойчивости к внешним дестабилизирующим факторам.- minimizing the overall dimensions of the equipment while ensuring resistance to external destabilizing factors.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146607/08A RU2501155C1 (en) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | METHOD FOR POWER AMPLIFICATION ON GaN MICROWAVE TRANSISTORS AND PULSED MICROWAVE POWER AMPLIFIER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146607/08A RU2501155C1 (en) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | METHOD FOR POWER AMPLIFICATION ON GaN MICROWAVE TRANSISTORS AND PULSED MICROWAVE POWER AMPLIFIER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2501155C1 true RU2501155C1 (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=49711179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012146607/08A RU2501155C1 (en) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | METHOD FOR POWER AMPLIFICATION ON GaN MICROWAVE TRANSISTORS AND PULSED MICROWAVE POWER AMPLIFIER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2501155C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650049C1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-04-06 | Публичное акционерное общество "Радиофизика" | Method of radio frequency signal power increasing |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172059C2 (en) * | 1996-06-28 | 2001-08-10 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) | Gear and method of compensation for phase distortions |
RU2281607C2 (en) * | 2005-02-17 | 2006-08-10 | Гарри Романович Аванесян | Method and hybrid amplifier for amplifying digital signals |
RU2320077C1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики" | Method for controlling power channel of a class d power amplifier |
-
2012
- 2012-11-01 RU RU2012146607/08A patent/RU2501155C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172059C2 (en) * | 1996-06-28 | 2001-08-10 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) | Gear and method of compensation for phase distortions |
RU2281607C2 (en) * | 2005-02-17 | 2006-08-10 | Гарри Романович Аванесян | Method and hybrid amplifier for amplifying digital signals |
RU2320077C1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики" | Method for controlling power channel of a class d power amplifier |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650049C1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-04-06 | Публичное акционерное общество "Радиофизика" | Method of radio frequency signal power increasing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7898114B2 (en) | Protective circuit device for a solar module | |
Riehl et al. | An AC-coupled hybrid envelope modulator for HSUPA transmitters with 80% modulator efficiency | |
Shinjo et al. | High speed, high analog bandwidth buck converter using GaN HEMTs for envelope tracking power amplifier applications | |
US9000738B2 (en) | High-frequency supply of a load without impedance matching | |
CN114614803B (en) | Multi-stage SiC-MOSFET drive circuit and control method | |
US20200403496A1 (en) | Two-stage converter and method for starting the same, llc converter, and application system | |
CN105720802A (en) | H bridge full-function IGBT isolation driving control module | |
RU2501155C1 (en) | METHOD FOR POWER AMPLIFICATION ON GaN MICROWAVE TRANSISTORS AND PULSED MICROWAVE POWER AMPLIFIER | |
Hoffmann et al. | Novel digital microwave PA with more than 40% PAE over 10 dB power back-off range | |
RU125791U1 (en) | PULSE MICROWAVE POWER AMPLIFIER ON GAN MICROWAVE TRANSISTORS | |
van der Bent et al. | A 10 watt S-band MMIC power amplifier with integrated 100 MHz switch-mode power supply and control circuitry for active electronically scanned arrays | |
CN103956904A (en) | Fly-back electric power converter topological structure and control method thereof | |
CN104201562A (en) | Semiconductor laser driving source with temperature compensation | |
GB2535115A (en) | Flyback switching power supply circuit and backlight driving device applying same | |
CN103647437A (en) | High-voltage high-current IGBT driving system | |
Marante et al. | A UHF class E 2 dc/dc converter using GaN HEMTs | |
Choi et al. | High efficiency class-E tuned Doherty amplifier using GaN HEMT | |
WO2016051210A1 (en) | Pulse modulator | |
Mugisho et al. | Analysis and design of a high-efficiency Class-E M power amplifier | |
CN209805663U (en) | power switching device driving circuit and power electronic equipment | |
RU2567849C1 (en) | Multi-channel constant-voltage transformer | |
CN113872437A (en) | High-efficiency pulse load power supply and voltage hysteresis control method thereof | |
US9160239B2 (en) | Flyback switching power supply circuit and backlight driving device using the same | |
KR20180121528A (en) | Circuits and methods for driving electrical loads | |
Mugisho et al. | Harmonic-injection class-EM/F3 power amplifier with finite DC-feed inductance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141102 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20151227 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160511 |