RU2582559C1 - Microwave generator - Google Patents
Microwave generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582559C1 RU2582559C1 RU2015109426/08A RU2015109426A RU2582559C1 RU 2582559 C1 RU2582559 C1 RU 2582559C1 RU 2015109426/08 A RU2015109426/08 A RU 2015109426/08A RU 2015109426 A RU2015109426 A RU 2015109426A RU 2582559 C1 RU2582559 C1 RU 2582559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- schottky barrier
- inductance
- effect transistor
- microwave
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике, а именно к генераторам СВЧ на полупроводниковых приборах, и может быть использовано в радиоэлектронной бортовой аппаратуре.The invention relates to electronic equipment, namely to microwave generators on semiconductor devices, and can be used in electronic avionics.
Генераторы сверхвысокой частоты (СВЧ), выполненные на транзисторах, находят наибольшее применение. При этом в области сверхвысоких частот на полевых транзисторах с барьером Шотки (ПТШ), выполненных на полупроводниковом материале - арсениде галлия, в длинноволновой части СВЧ диапазона конкуренцию генераторам на полевых транзисторах с барьером Шотки составляют генераторы на биполярных транзисторах, выполненных на кремнии.Generators of ultra-high frequency (microwave), made on transistors, are most used. Moreover, in the region of microwave frequencies on field-effect transistors with a Schottky barrier (PTS), made on a semiconductor material - gallium arsenide, in the long-wavelength part of the microwave range, the competition for generators on field-effect transistors with a Schottky barrier is made by generators on bipolar transistors made on silicon.
Известен генератор СВЧ на транзисторе с электрической перестройкой частоты, содержащий полевой транзистор с барьером Шотки, соединенные с ним колебательную систему и полупроводниковый прибор, управляемый напряжением, при этом полевой транзистор с барьером Шотки соединен по схеме активного прибора с общим истоком, один конец колебательной системы соединен с затвором полевого транзистора с барьером Шотки, а другой - с полупроводниковым прибором, управляемым напряжением.A known microwave generator on a transistor with electric frequency tuning, containing a field-effect transistor with a Schottky barrier, a voltage-controlled oscillating system connected to it and a voltage-controlled semiconductor device, while a field-effect transistor with a Schottky barrier is connected according to the active device with a common source, one end of the oscillating system is connected with a gate of a field effect transistor with a Schottky barrier, and the other with a voltage-controlled semiconductor device.
В данном генераторе СВЧ с целью расширения рабочего диапазона частот в качестве полупроводникового прибора, управляемого напряжением, используют второй полевой транзистор с барьером Шотки, соединенный по схеме с общим истоком, при этом другой конец колебательной системы соединен со стоком второго полевого транзистора с барьером Шотки, на который подают постоянное напряжение положительной полярности, а на затвор второго полевого транзистора с барьером Шотки подают управляющее напряжение и постоянное напряжение отрицательной полярности величиной, равной (0,6-0,8)Uo, где Uo - напряжение отсечки второго полевого транзистора с барьером Шотки [1].In this microwave generator, in order to expand the operating frequency range, a second Schottky field-effect transistor connected to a common source is used as a voltage-controlled semiconductor device, while the other end of the oscillating system is connected to the drain of the second Schottky field-effect transistor, which serves a constant voltage of positive polarity, and the gate voltage of the second field-effect transistor with a Schottky barrier is supplied with a control voltage and a constant voltage of negative polar minute quantity equal to (0,6-0,8) Uo, where Uo - the cutoff voltage of the second field effect transistor with a Schottky barrier [1].
Данный генератор СВЧ в результате того, что он выполнен на полевом транзисторе с барьером Шотки на полупроводниковом материале арсениде галлия, который имеет более высокую подвижность электронов по сравнению с полупроводниковым материалом кремнием, позволил увеличить верхнюю границу рабочего диапазона частот и соответственно несколько расширить рабочий диапазон частот.This microwave generator as a result of the fact that it is made on a field-effect transistor with a Schottky barrier on a gallium arsenide semiconductor material, which has a higher electron mobility compared to silicon semiconductor material, allowed to increase the upper limit of the working frequency range and, accordingly, somewhat expand the working frequency range.
Однако поскольку полевой транзистор с барьером Шотки имеет определенную величину внутренней емкости, то генератор имеет ограничения по ширине рабочего диапазона частот.However, since a field-effect transistor with a Schottky barrier has a certain amount of internal capacitance, the generator has limitations on the width of the working frequency range.
Известно многофункциональное устройство СВЧ, предусматривающее в том числе реализацию генератора СВЧ.A multifunctional microwave device is known, including the implementation of a microwave generator.
Многофункциональное устройство СВЧ содержит две линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна предназначена для входа сигнала СВЧ, другая - для выхода, полевой транзистор с барьером Шотки, резистор, две индуктивности, емкостной элемент, две емкости. При этом последовательно соединенные резистор, индуктивность и емкостной элемент образуют цепь обратной связи, при этом один конец первой емкости соединен с концом линии передачи на входе, другой ее конец - с затвором полевого транзистора с барьером Шотки и с одним концом резистора цепи обратной связи, другой конец которого соединен с одним концом индуктивности цепи обратной связи, один конец второй емкости соединен с линией передачи на выходе, а другой - со стоком полевого транзистора с барьером Шотки, на сток которого через вторую индуктивность подают постоянное положительное напряжение.A multipurpose microwave device contains two transmission lines with the same wave impedances, one for inputting a microwave signal, the other for output, a field effect transistor with a Schottky barrier, a resistor, two inductors, a capacitive element, and two capacitors. In this case, the resistor, inductance and capacitive element connected in series form a feedback circuit, while one end of the first capacitance is connected to the end of the transmission line at the input, its other end to the gate of the field-effect transistor with a Schottky barrier and to one end of the feedback resistor, the other the end of which is connected to one end of the feedback loop inductance, one end of the second capacitance is connected to the output transmission line, and the other to the drain of the field-effect transistor with a Schottky barrier, to the drain of which through the second inductance A constant positive voltage is applied.
В многофункциональное устройство СВЧ с целью расширения функциональных возможностей, а именно обеспечения реализации преобразования амплитуды, фазы и частоты сигнала СВЧ, при сохранении диапазона рабочих частот дополнительно введены второй полевой транзистор с барьером Шотки, две индуктивности - третья и четвертая.In order to expand the functionality, in particular, to ensure the implementation of the conversion of the amplitude, phase, and frequency of the microwave signal, the multifunction microwave device has additionally introduced a second field-effect transistor with a Schottky barrier, two inductances, the third and fourth.
При этом второй полевой транзистор с барьером Шотки введен в цепь обратной связи в качестве емкостного элемента, стоки обоих полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой, исток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен с другим концом индуктивности цепи обратной связи, а его затвор соединен с источником управляющего напряжения, один конец третьей индуктивности соединен с другим концом первой емкости, один конец четвертой индуктивности - с истоком первого полевого транзистора с барьером Шотки, а другие их концы заземлены [2 - прототип].In this case, the second field-effect transistor with a Schottky barrier is introduced into the feedback circuit as a capacitive element, the drains of both field-effect transistors with a Schottky barrier are interconnected, the source of the second field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to the other end of the feedback circuit inductance, and its gate is connected to a control voltage source, one end of the third inductance is connected to the other end of the first capacitance, one end of the fourth inductance is connected to the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier, and the other s earthed [2 - prototype].
При этом работа многофункционального устройства СВЧ (устройство СВЧ) как генератора СВЧ реализуется следующим образом.In this case, the operation of the multifunctional microwave device (microwave device) as a microwave generator is implemented as follows.
У данного генератора отсутствует входной сигнал СВЧ.This generator does not have a microwave input signal.
При подаче на сток первого полевого транзистора с барьером Шотки через вторую индуктивность постоянного положительного напряжения, равного 5 В, через этот полевой транзистор с барьером Шотки и четвертую индуктивность будет протекать постоянный ток, который задает рабочую точку на его вольтамперной характеристике.When a first positive transistor with a Schottky barrier is applied to the drain through the second inductance, a constant positive voltage equal to 5 V, a direct current will flow through this field transistor with a Schottky barrier and the fourth inductance, which sets the operating point on its current-voltage characteristic.
При подаче постоянного управляющего напряжения, равного минус 1 В, на затвор второго полевого транзистора с барьером Шотки в цепи обратной связи его канал частично перекрывается и этот полевой транзистор с барьером Шотки выполняет роль емкостного элемента, что вместе с третьей индуктивностью позволяет реализовать такие величины амплитуды и фазы сигнала СВЧ на входе и выходе первого полевого транзистора с барьером Шотки, при которых выполняются условия баланса амплитуд и фаз сигналов СВЧ, что приводит к возникновению и устойчивому сохранению сигнала СВЧ с собственной частотой устройства СВЧ.When applying a constant control voltage equal to minus 1 V to the gate of the second field-effect transistor with a Schottky barrier in the feedback circuit, its channel partially overlaps and this field-effect transistor with a Schottky barrier acts as a capacitive element, which together with the third inductance allows such amplitude values and phases of the microwave signal at the input and output of the first field-effect transistor with a Schottky barrier, under which the conditions of the balance of amplitudes and phases of the microwave signals are satisfied, which leads to the emergence and stable conservation microwave signal with the natural frequency of the microwave device.
Вследствие нелинейной вольтамперной характеристики первого полевого транзистора с барьером Шотки мощность от источника постоянного положительного напряжения преобразуется в мощность переменного сигнала СВЧ, поступающего через вторую емкость в линию передачи на выходе устройства СВЧ.Due to the nonlinear current-voltage characteristic of the first field-effect transistor with a Schottky barrier, the power from the source of constant positive voltage is converted to the power of an alternating microwave signal supplied through the second capacitance to the transmission line at the output of the microwave device.
В этом случае устройство СВЧ реализует генерацию сигнала СВЧ, то есть работает, выполняя функцию генератора СВЧ.In this case, the microwave device implements the generation of the microwave signal, that is, it works by performing the function of a microwave generator.
В данном генераторе СВЧ по сравнению с предыдущим увеличена верхняя граница рабочей полосы частот и соответственно расширен рабочий диапазон частот схемным путем, за счет использования цепи обратной связи.In this microwave generator compared with the previous one, the upper limit of the working frequency band is increased and, accordingly, the working frequency range is expanded by a circuit, due to the use of a feedback circuit.
Рабочий диапазон частот изменяется от 12 ГГц до 17 ГГц. Минимальный уровень выходной мощности в рабочей полосе частот равен 80 мВт.The operating frequency range varies from 12 GHz to 17 GHz. The minimum level of output power in the working frequency band is 80 mW.
Однако дальнейшее более существенное увеличение верхней границы рабочего диапазона частот и соответственно расширение рабочего диапазона частот ограничено, как было указано выше, сравнительно большими величинами внутренних емкостей полевых транзисторов с барьером Шотки.However, a further more substantial increase in the upper limit of the working frequency range and, accordingly, the expansion of the working frequency range is limited, as indicated above, by relatively large values of the internal capacitances of field-effect transistors with a Schottky barrier.
Техническим результатом заявленного изобретения является расширение рабочего диапазона частот генератора СВЧ при сохранении уровня выходной мощности.The technical result of the claimed invention is to expand the operating frequency range of the microwave generator while maintaining the level of output power.
Указанный технический результат достигается заявленным генератором СВЧ, содержащим линию передачи на выходе, два полевых транзистора с барьером Шотки, резистор, четыре индуктивности, два конденсатора, при этом затвор первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с одним концом первой индуктивности, другой конец которой соединен с одним концом резистора, на его сток через вторую индуктивность подают постоянное положительное напряжение, его затвор и исток заземлены через третью и четвертую индуктивности соответственно, линия передачи на выходе соединена с одним концом второго конденсатора.The specified technical result is achieved by the declared microwave generator containing an output line, two field-effect transistors with a Schottky barrier, a resistor, four inductors, two capacitors, while the gate of the first field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to one end of the first inductance, the other end of which is connected to at one end of the resistor, a constant positive voltage is applied to its drain through the second inductance, its gate and source are grounded through the third and fourth inductances, respectively, line n Transmission output is connected to one end of the second capacitor.
В генератор СВЧTo microwave generator
- дополнительно введены пятая и шестая индуктивности,- additionally introduced the fifth and sixth inductances,
- при этом исток первого и затвор второго полевых транзисторов с барьером Шотки соединены, а исток второго заземлен через пятую индуктивность, другой конец резистора соединен с одним концом первого конденсатора, другой конец которого соединен со стоком первого полевого транзистора с барьером Шотки и одновременно через шестую индуктивность со стоком второго полевого транзистора с барьером Шотки и с другим концом второго конденсатора,- the source of the first and the gate of the second field-effect transistors with a Schottky barrier are connected, and the source of the second is grounded through the fifth inductance, the other end of the resistor is connected to one end of the first capacitor, the other end of which is connected to the drain of the first field-effect transistor with a Schottky barrier and simultaneously through the sixth inductance with the drain of the second field-effect transistor with a Schottky barrier and with the other end of the second capacitor,
- при этом величины третьей, четвертой, пятой индуктивностей определяют исходя из выражений:- in this case, the values of the third, fourth, fifth inductances are determined based on the expressions:
L3=2×Z0/(2×π×f0),L3 = 2 × Z0 / (2 × π × f0),
L4=0,5×L3,L4 = 0.5 × L3,
L5=0,5×L4, гдеL5 = 0.5 × L4, where
Z0 - волновое сопротивление линии передачи,Z0 - wave impedance of the transmission line,
π - постоянное число, равное 3,14…,π is a constant number equal to 3.14 ...,
f0 - центральная частота рабочего диапазона частот.f0 is the center frequency of the operating frequency range.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Совокупность существенных признаков заявленного генератора СВЧ, а именно:The set of essential features of the claimed microwave generator, namely:
введение пятой и шестой индуктивностей в совокупности с заявленными их величинами и в совокупности с предложенным соединением затворов обоих полевых транзисторов с барьером Шотки через шестую индуктивность и заземление истока второго полевого транзистора с барьером Шотки через пятую индуктивность обеспечивает компенсацию общей внутренней емкости обоих полевых транзисторов с барьером Шотки и, как следствие, расширение рабочего диапазона частот при сохранении уровня выходной мощности;the introduction of the fifth and sixth inductances in conjunction with their stated values and in conjunction with the proposed connection of the gates of both field-effect transistors with a Schottky barrier through the sixth inductance and grounding the source of the second field-effect transistor with a Schottky barrier through the fifth inductance compensates for the total internal capacitance of both field-effect transistors with a Schottky barrier and, as a result, the extension of the working frequency range while maintaining the level of output power;
наличие пятой индуктивности в совокупности с предложенным соединением затвора второго полевого транзистора с барьером Шотки с истоком первого полевого транзистора с барьером Шотки и заземление истока второго полевого транзистора с барьером Шотки через пятую индуктивность обеспечивает, по меньшей мере, уменьшение вдвое общей внутренней емкости обоих полевых транзисторов с барьером Шотки и тем самым - увеличение верхней границы рабочего диапазона частот и, как следствие, расширение рабочего диапазона частот генератора СВЧ;the presence of a fifth inductance in conjunction with the proposed connection of the gate of the second field-effect transistor with a Schottky barrier with the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier and grounding the source of the second field-effect transistor with a Schottky barrier through the fifth inductance provides at least a halving of the total internal capacitance of both field-effect transistors with Schottky’s barrier and thereby - an increase in the upper limit of the working frequency range and, as a consequence, the expansion of the working frequency range of the microwave generator;
наличие шестой индуктивности в совокупности с предложенным соединением стоков обоих полевых транзисторов с барьером Шотки через эту шестую индуктивность обеспечивает в зависимости от ее величины частичную либо полную компенсацию внутренней выходной емкости первого полевого транзистора с барьером Шотки и внутренней входной емкости второго полевого транзистора с барьером Шотки, и тем самым - уменьшение общей внутренней емкости обоих полевых транзисторов с барьером Шотки, и тем самым - увеличение верхней границы рабочего диапазона частот, и, как следствие, расширение рабочего диапазона частот генератора СВЧ;the presence of a sixth inductance in conjunction with the proposed connection of the drains of both field effect transistors with a Schottky barrier through this sixth inductance, depending on its magnitude, provides partial or full compensation for the internal output capacitance of the first field effect transistor with a Schottky barrier and the internal input capacitance of the second field effect transistor with a Schottky barrier, and thereby reducing the total internal capacitance of both field effect transistors with a Schottky barrier, and thereby increasing the upper limit of the operating range for an hour from, and as a result, widening of the operating frequency range of the microwave generator;
наличие пятой индуктивности в совокупности с четвертой и предложенным соединением затвора второго полевого транзистора с барьером Шотки с истоком первого полевого транзистора с барьером Шотки при том, что их общая точка соединения заземлена через четвертую индуктивность, а затвор второго полевого транзистора с барьером Шотки заземлен через пятую индуктивность, обеспечивает совместно с внутренними емкостями обоих полевых транзисторов с барьером Шотки образование в схеме генератора делителя напряжения и тем самым - увеличение верхней границы рабочего диапазона частот и, как следствие, расширение рабочего диапазона частот генератора СВЧ.the presence of a fifth inductance in conjunction with the fourth and the proposed connection of the gate of the second field-effect transistor with a Schottky barrier to the source of the first field-effect transistor with a Schottky barrier, while their common connection point is grounded through the fourth inductance, and the gate of the second field-effect transistor with a Schottky barrier is grounded through the fifth inductance , together with the internal capacities of both field-effect transistors with a Schottky barrier, ensures the formation of a voltage divider in the generator circuit and, thereby, an increase in the upper the boundaries of the working frequency range and, as a result, the extension of the working frequency range of the microwave generator.
Более того, введение дополнительно двух индуктивностей (пятой и шестой) и их предложенное соединение с элементами генератора СВЧ практически не влияет на величины внутренних проходных емкостей обоих полевых транзисторов с барьером Шотки, которые определяют нижнюю границу рабочего диапазона частот и тем самым сохраняют ее неизменной.Moreover, the introduction of two additional inductors (the fifth and sixth) and their proposed connection with the elements of the microwave generator practically does not affect the values of the internal passage capacitances of both field-effect transistors with the Schottky barrier, which determine the lower limit of the working frequency range and thereby keep it unchanged.
Более того, указанные элементы генератора СВЧ в совокупности с указанным их иным соединением не влияют на крутизны полевых транзисторов с барьером Шотки, которые определяются их вольтамперными характеристиками, поэтому уровень выходной мощности либо не изменяется по сравнению с прототипом, либо даже несколько повышается.Moreover, these elements of the microwave generator, together with the indicated other connection, do not affect the steepness of field-effect transistors with a Schottky barrier, which are determined by their current-voltage characteristics, so the output power level either does not change compared to the prototype, or even increases slightly.
Более того, наличие в генераторе цепи обратной связи позволяет реализовать более стабильную работу генератора СВЧ и несколько повысить уровень выходной мощности.Moreover, the presence of a feedback circuit in the generator allows for more stable operation of the microwave generator and a slight increase in the level of output power.
Итак, заявленная совокупность существенных признаков реализует указанный технический результат, а именно расширение рабочего диапазона частот генератора СВЧ при сохранении уровня выходной мощности генератора.So, the claimed combination of essential features implements the specified technical result, namely the extension of the operating frequency range of the microwave generator while maintaining the level of the generator output power.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 дана топология заявленного генератора СВЧ, гдеIn FIG. 1 gives the topology of the claimed microwave generator, where
- линия передачи на выходе 1,- transmission line at the
- первый и второй полевые транзисторы с барьером Шотки - 2, 3 соответственно,- the first and second field-effect transistors with a Schottky barrier - 2, 3, respectively,
- резистор - 4,- resistor - 4,
- первая, вторая, третья и четвертая индуктивности - 5, 6, 7, 8 соответственно,- the first, second, third and fourth inductances - 5, 6, 7, 8, respectively,
- первый и второй конденсаторы - 9, 10 соответственно,- the first and second capacitors are 9, 10, respectively,
- пятая и шестая индуктивности - 11 и 12 соответственно.- the fifth and sixth inductances - 11 and 12, respectively.
На фиг. 2 дана его электрическая схема.In FIG. 2 is given its electrical circuit.
На фиг. 3 дана его зависимость величины выходной мощности от рабочей частоты.In FIG. Figure 3 shows its dependence on the magnitude of the output power on the operating frequency.
Пример конкретного выполнения заявленного генератора СВЧAn example of a specific implementation of the claimed microwave generator
Генератор СВЧ выполнен в монолитно интегральном исполнении на полупроводниковой подложке из арсенида галлия толщиной, равной 0,1 мм, с использованием классической тонкопленочной технологии.The microwave generator is made in a monolithic integrated version on a semiconductor substrate of gallium arsenide with a thickness of 0.1 mm, using classical thin-film technology.
Линия передачи на выходе 1, предназначенная для выхода сигнала СВЧ выполнена с волновым сопротивлением, равным 50 Ом, что соответствует ширине проводника 0,08 мм.The transmission line at
Полевые транзисторы с барьером Шотки 2 и 3 выполнены каждый с длиной затвора, равной 0,3 мкм, шириной затвора, равной 400 мкм, одинаковыми длинами стока и истока, равными 20 мкм, имеют напряжение отсечки Uoтс, равное -2,5 В.Field-effect transistors with a
Резистор 4 выполнен из пленки тантала толщиной 0,5 мкм, шириной и длиной, равными 0,08 мм.The
Индуктивности 5, 6, 7, 8, 11, 12 выполнены в виде меандров шириной, равной 10, и длинами, равными 800 мкм, 400 мкм, 400 мкм, 200 мкм, 100 мкм, 200 мкм соответственно.
Конденсаторы 9 и 10 выполнены на основе окиси кремния толщиной 3 мкм.
При этом затвор первого полевого транзистора с барьером Шотки 2 соединен с одним концом первой индуктивности 5, другой конец которой соединен с одним концом резистора 4, на его сток через вторую индуктивность 6 подают постоянное положительное напряжение, его затвор и исток заземлены через третью 7 и четвертую 8 индуктивности соответственно, линия передачи на выходе 1 соединена с одним концом второго конденсатора 10, при этом исток первого 2 и затвор второго 3 полевых транзисторов с барьером Шотки соединены, а исток второго 3 заземлен через пятую индуктивность 11, другой конец резистора 4 соединен с одним концом первого конденсатора 9, другой конец которого соединен со стоком первого полевого транзистора с барьером Шотки 2 и одновременно через шестую индуктивность 12 со стоком второго полевого транзистора с барьером Шотки 3 и с другим концом второго конденсатора 10.In this case, the gate of the first field-effect transistor with a Schottky
Заявленный генератор СВЧ работает следующим образом.The claimed microwave generator operates as follows.
При подаче на стоки обоих полевых транзисторов с барьером Шотки 2, 3 постоянного положительного напряжения, равного 5 В, через оба полевых транзистора с барьером Шотки и будут протекать постоянные токи.When both field effect transistors with a
Вследствие нелинейной вольтамперной характеристики у обоих полевых транзисторов с барьером Шотки и наличия цепи обратной связи в генераторе СВЧ возникнут устойчивые гармонические колебания СВЧ с частотой f, при этом энергия постоянного напряжения будет преобразовываться в энергию гармонических колебаний и выделяться на выходе генератора СВЧ в виде переменного напряжения с частотой f.Due to the nonlinear current-voltage characteristic of both field-effect transistors with a Schottky barrier and the presence of a feedback circuit in the microwave generator, stable harmonic microwave oscillations with a frequency f will arise, while the DC voltage will be converted into harmonic energy and released at the output of the microwave generator as an alternating voltage with frequency f.
В результате на выходе генератора СВЧ переменное напряжение будет выделяться в виде выходной переменной мощности СВЧ, поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения.As a result, at the output of the microwave generator, alternating voltage will be allocated in the form of an output variable microwave power, since the power is proportional to the square of the voltage.
Если изменять величины резистора 4, первой индуктивности 5 или емкости первого конденсатора 9, то процессы в генераторе СВЧ будут протекать подобно описанным выше, при этом частота гармонических колебаний СВЧ f будет изменяться в рабочем диапазоне частот, при этом уровень выходной мощности практически не изменится.If you change the values of the
На образцах заявленного генератора СВЧ была измерена зависимость величины выходной мощности от частоты рабочего диапазона частот (фиг. 3).On the samples of the claimed microwave generator, the dependence of the output power on the frequency of the operating frequency range was measured (Fig. 3).
Как видно из фиг. 3:As can be seen from FIG. 3:
- рабочий диапазон частот изменяется от 12 ГГц до 22 ГГц, что в 2 раза больше, чем в прототипе,- the operating frequency range varies from 12 GHz to 22 GHz, which is 2 times more than in the prototype,
- минимальный уровень выходной мощности в рабочей полосе частот равен 80 мВт, как и в прототипе.- the minimum level of output power in the working frequency band is 80 mW, as in the prototype.
При этом уровень выходной мощности в рабочем диапазоне частот изменяется от 80 мВт до 90 мВт.In this case, the level of output power in the operating frequency range varies from 80 mW to 90 mW.
Таким образом, заявленный генератор СВЧ позволит по сравнению с прототипом:Thus, the claimed microwave generator allows, in comparison with the prototype:
- расширить рабочий диапазон частот примерно в 2 раза,- expand the operating frequency range by about 2 times,
- при сохранении уровня выходной мощности.- while maintaining the output power level.
Указанные технические характеристики генератора СВЧ особенно актуальны при создании миниатюрных как отдельных изделий СВЧ, так и радиоэлектронных устройств СВЧ различного назначения и особенно в монолитно интегральном исполнении.The specified technical characteristics of the microwave generator are especially relevant when creating miniature both individual microwave products and microwave electronic devices for various purposes and especially in integral integral design.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2277293, МПК Н03В 7/14, приоритет от 05.10.2005 г., опубликовано 27.05.2006 г.1. RF patent No. 2277293, IPC Н03В 7/14, priority dated 10/05/2005, published on 05/27/2006.
2. Патент РФ №2411633, МПК Н03В 9/14, приоритет от 11.01.2010 г., опубликовано 10.02.2011 г.2. RF patent No. 2411633,
Claims (1)
L3=2×Z0/(2×π×f0),
L4=0,5×L3,
L5=0,5×L4, где
Z0 - волновое сопротивление линии передачи,
π - постоянное число, равное 3,14…,
f0 - центральная частота рабочего диапазона частот. A microwave generator containing an output transmission line, two field-effect transistors with a Schottky barrier, a resistor, four inductors, two capacitors, while the gate of the first field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to one end of the first inductance, the other end of which is connected to one end of the resistor, its drain through the second inductance supplies a constant positive voltage, its gate and source are grounded through the third and fourth inductances, respectively, the transmission line at the output is connected to one end of the second capacitor torus, characterized in that the fifth and sixth inductances are additionally introduced into the generator, while the source of the first and gate of the second field-effect transistors are connected to the Schottky barrier, and the source of the second is grounded through the fifth inductance, the other end of the resistor is connected to one end of the first capacitor, the other end of which connected to the drain of the first field-effect transistor with a Schottky barrier and simultaneously through the sixth inductance with the drain of the second field-effect transistor with a Schottky barrier and to the other end of the second capacitor, ranks of the third, fourth, fifth inductances are determined based on the expressions:
L3 = 2 × Z0 / (2 × π × f0),
L4 = 0.5 × L3,
L5 = 0.5 × L4, where
Z0 - wave impedance of the transmission line,
π is a constant number equal to 3.14 ...,
f0 is the center frequency of the operating frequency range.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109426/08A RU2582559C1 (en) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Microwave generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109426/08A RU2582559C1 (en) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Microwave generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2582559C1 true RU2582559C1 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=55794519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015109426/08A RU2582559C1 (en) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Microwave generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2582559C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2012102C1 (en) * | 1991-05-30 | 1994-04-30 | Государственное научно-производственное предприятие "Исток" | Microwave oscillator built around field-effect transistor |
| EP1306970A2 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-02 | Broadcom Corporation | Current-controlled CMOS wideband amplifier circuits |
| RU2277293C1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Microwave oscillator built around transistor |
| RU2298280C1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Transistorized microwave oscillator with electrical frequency retuning |
| RU2411633C1 (en) * | 2010-01-11 | 2011-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Multifunctional microwave device |
-
2015
- 2015-03-17 RU RU2015109426/08A patent/RU2582559C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2012102C1 (en) * | 1991-05-30 | 1994-04-30 | Государственное научно-производственное предприятие "Исток" | Microwave oscillator built around field-effect transistor |
| EP1306970A2 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-02 | Broadcom Corporation | Current-controlled CMOS wideband amplifier circuits |
| RU2277293C1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Microwave oscillator built around transistor |
| RU2298280C1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Transistorized microwave oscillator with electrical frequency retuning |
| RU2411633C1 (en) * | 2010-01-11 | 2011-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Multifunctional microwave device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI321909B (en) | Switch capacitance and varactor bank applied to voltage controlled oscillator having constant kvco | |
| US9106180B2 (en) | Variable phase shifter, semiconductor integrated circuit and phase shifting method | |
| Semenov et al. | Mathematical Model of Microwave Devices on Resonant Tunneling Diodes for Practical Application in Radar and Electronic Systems | |
| US4189690A (en) | Resonant linear frequency modulator | |
| US20120319787A1 (en) | Voltage controlled oscillator having a resonator circuit with a phase noise filter | |
| US20190081595A1 (en) | Voltage waveform shaping oscillator | |
| CN104247258B (en) | Amplifier | |
| RU2582559C1 (en) | Microwave generator | |
| RU2411633C1 (en) | Multifunctional microwave device | |
| RU2517429C1 (en) | Voltage-controlled generator | |
| RU2582879C1 (en) | Microwave generator | |
| RU2568264C1 (en) | Voltage-controlled generator | |
| Jalili et al. | A 219-to-238-GHz coupled standing-wave VCO with 3.4-dBm peak output power in 65nm CMOS | |
| RU2519563C2 (en) | Composite transistor | |
| Nehring et al. | An 8-32 GHz frequency synthesizer based on a wideband VCO array with bandwidth extension stage | |
| RU2604520C1 (en) | Microwave generator | |
| RU2460206C1 (en) | Cascode microwave amplifier with low supply voltage | |
| US8493155B2 (en) | Multiband voltage controlled oscillator without switched capacitor | |
| CN106130485B (en) | Frequency doubler based on composite left-right-hand material transmission line | |
| RU2298280C1 (en) | Transistorized microwave oscillator with electrical frequency retuning | |
| Bansleben et al. | Compact high-power high-efficiency microwave generator with differential outputs | |
| RU171416U1 (en) | GENERATOR ON CMOS TRANSISTORS OF ULTRA-HIGH MANIPULATED FREQUENCY OF HARMONIOUS OSCILLATIONS | |
| Arnous et al. | Characterization of high voltage varactors for load modulation of GaN-HEMT power amplifier | |
| RU2522302C1 (en) | Frequency multiplier | |
| Lin et al. | A 140 GHz common-base cross-coupled VCO with feedback inductor in InP HBT technology |