Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2007 №1

Отечественные транзисторные усилители СВЧ. Сравнение российских производителей усилителей СВЧ

Карпов Юрий


В работе [1] сделан обзор зарубежных твердотельных усилителей, работающих в диапазоне частот 1–100 ГГц с выходной мощностью до 10 Вт, определены их параметры и дана классификация усилителей.

В настоящей статье представлен обзор продукции двенадцати отечественных предприятий, выпускающих транзисторные усилители СВЧ (малошумящие, узкополосные иширокополосные) с рабочими частотами до 27 ГГц и выходной мощностью до 200 Вт. Источниками информации послужили сайты предприятий и рекламные материалы выставок за 2004–2006 годы. Следует отметить, что на отечественных сайтах часто приводятся неполные данные по выпускаемым изделиям.

НПФ «Микран»

Характеристики усилителей, выпускаемых НПФ «Микран», представлены в таблицах 1–3. Предприятие выпускает усилители в герметичных корпусах в волноводном и коаксиальном (сечение канала — 3,5/1,52 мм) вариантах. Диапазон частот 0,1–27,5 ГГц, КШ от 0,2 до 4 дБ и выходная мощность в линейном режиме (Р–1дБ) до 37 дБм. Диапазон рабочих температур: –50…+50 °С. В широкополосных и сверхширокополосных усилителях используется внутренний стабилизатор напряжения и применена защита от перенапряжений и переплюсовки.

Таблица 1. Малошумящие усилители НПФ «Микран»
Напряжение питания от +8 до +15 В не стабилизированное или +5 В стабилизированное.
Таблица 2. Широкополосные и сверхширокополосные усилители НПФ «Микран»
Напряжение питания от +8 до +15 В.
Таблица 3. Коаксиальные усилители средней мощности НПФ «Микран»
XXX — центральная рабочая частота усилителя, ГГц; YYY — полоса рабочих частот усилителя, МГц; Напряжение питания: +9 В, –5 В.

Вызывает интерес монолитная интегральная схема MAVVM 003025-01 (табл. 4) размером 1,2×1,2×0,1 мм, работающая в диапазоне частот 0,5–2,5 ГГц. Она является широкополосным двухкаскадным усилителем с глубокой обратной связью и предназначена для применения в тракте промежуточной частоты приемо-передающих модулей.

Таблица 4. GaAs МИС усилитель НПФ «Микран»
* типовой режим по постоянному току 9 В, 50 мА.

ФГУП «ННИПИ «Кварц»

Предприятием ФГУП «ННИПИ «Кварц» выпускаются 7 типов широкополосных усилителей средней мощности в диапазоне частот от 0,1 до 26 ГГц и выходной мощностью Р–1дБ 10–20 дБм (табл. 5). Они предназначены для компенсации потерь и обеспечения требуемого уровня мощности сигнала. Диапазон рабочих температур: +5…50 °С. Входной и выходной разъемы по СВЧ — тип IX по ГОСТ 13317-89 или SMA(f) по стандарту МЭК.

Таблица 5. Широкополосные усилители средней мощности ФГУП «ННИПИ «Кварц»

ООО «РАДИС Лтд»

Широкий спектр усилителей различного применения выпускает ООО «РАДИС Лтд». В таблице 6 приведены характеристики малошумящих усилителей. На входе и выходе усилителей МШУ6575-40 и МШУ8012-30 установлены микрополосковые вентили; на входе усилителя МШУ438 применен коаксиальный вентиль с малыми потерями, а на выходе — микрополосковый вентиль. Следует особо отметить предельно малый коэффициент шума (50 °К) усилителя МШУ438.

Таблица 6. Малошумящие усилители ООО «РАДИС Лтд»
Примечания: 1.Усилители МШУ6575-40, МШУ8012-30 и МШУ438 выполнены в металлическом герметичном корпусе с коаксиальными разъемами сечением 3,5/1,52 мм. 2.Усилитель МШУ9600-16 выполнен в металлическом герметичном корпусе с волноводным входом и выходом сечением 28,5×12,5 мм. Встроенная система защиты усилителя по входу обеспечивает сохранение работоспособности и технических характеристик после воздействия импульсной входной мощности до 100 Вт на частоте 9,6 ГГц при длительности импульса 2 мкс и периоде повторения 2,5 мс.

Параметры усилителей мощности частотных диапазонов C и Ku (32 типа), предназначенных для работы в составе земных станций спутниковой связи, представлены в таблицах 7 и 8. Коэффициент усиления (КУ) этих устройств — от 43 до 60 дБ. Максимальная выходная мощность — 53 дБм. Диапазон рабочих температур: –50…+50 °С. Неравномерность КУ во всем диапазоне частот — не более ±1 дБ, а в полосе 50 МГц — не более ±0,5 дБ. Усилители поставляются в комплекте с сетевыми источниками питания. Полный дистанционный контроль и наблюдение за работой осуществляется через последовательный интерфейс типа RS-485.

Таблица 7. Усилители мощности С-диапазона ООО «РАДИС Лтд»
Таблица 8. Усилители мощности Ku-диапазона ООО «РАДИС Лтд»

Разработаны также усилители для работы в закрытых помещениях (табл. 9). Они имеют:

  • микропроцессорное управление;
  • последовательные интерфейсные порты RS-232 или RS-422/485;
  • буквенно-цифровой индикатор;
  • возможность дистанционного управления коэффициентом усиления;
  • температурную стабилизацию коэффициента усиления;
  • автоматическое выключение при перегреве или высоком уровне отраженного сигнала.
Таблица 9. Усилители мощности ООО «РАДИС Лтд» для эксплуатации в закрытых помещениях

Коэффициент шума равен 10 дБ при максимальном усилении. Неравномерность КУ в полосе частот 500 МГц не более ±1 дБ, а в полосе 50 МГц — не более ±0,5 дБ. КСВН по входу и по выходу — не более 1,35. Амплитудно-фазовая конверсия (макс.):

  • 3 °/дБ при выходной мощности, измеренной при спаде усиления на 1 дБ;
  • 1,5 °/дБ при выходной мощности на 3 дБ ниже относительно номинальной мощности, измеренной при спаде усиления на 1 дБ.

Диапазон рабочих температур: –10…+55 °С. Напряжение питания: с источником питания: 187–242 В, 50 Гц; без источника питания: +10 В, –6 В.

В таблице 10 приведены параметры усилителей для радиорелейных линий связи (24 типа).

Таблица 10. Усилители мощности ООО «РАДИС Лтд» для радиорелейных линий связи

Усилители мощности предназначены для замены усилителей на ЛБВ в составе передатчиков радиорелейных линий. Встроенная в блоки система автоматической регулировки мощности (АРМ) стабилизирует параметры усилителей в диапазоне рабочих температур, выравнивает частотную характеристику и предотвращает перегрузку транзисторов при большой мощности на входе. Напряжение с детектора системы АРМ выводится на низкочастотный разъем блока для контроля уровня выходной мощности. Предусмотрена возможность внешней регулировки мощности усилителей в диапазоне 10 дБ.

В таблице 11 приведены параметры усилителей специального назначения (21 тип), которые нашли применение в различных радиотехнических системах:

  • измерительных комплексах;
  • бортовых передающих устройствах;
  • системах с АФАР;
  • специальных системах связи.
Таблица 11. Усилители мощности ООО «РАДИС Лтд» специального назначения

ЗАО «НТЦ Элекон»

ЗАО «НТЦ Элекон» (табл. 12) выпускает усилители 10 типов в частотных диапазонах C и Ku. Для диапазона C разработана серия усилителей в герметичных корпусах с выходной мощностью 8, 16, 25 и 100 Вт, а для диапазона Ku — с мощностью 4, 8 и 15 Вт. Нестабильность КУ не более ±1 дБ. Диапазон рабочих температур: –40…+50 °С (по заказу: –50…+50 °С). Все усилители, кроме УМ-8, имеют аналоговый датчик выходной мощности, а также встроенный процессор, интерфейс управления и контроля RS-232, RS-485. Блок питания усилителей — встроенный, импульсный на преобразователях Vicor.

Таблица 12. Усилители мощности С и Ku диапазонов ЗАО «НТЦ Элекон»

ЗАО «Микроволновые системы»

Усилители ЗАО «Микроволновые системы» (табл. 13) разработаны для применения в активных фазированных антенных решетках (PM12-C8, PM12-C8-1, РМ24-С8 и серии MSLA), наземной, морской и авиационной бортовой аппаратуре.

Таблица 13. Усилители мощности ЗАО «Микроволновые системы»

Усилители имеют:

  • встроенные стабилизаторы питания;
  • температурную компенсацию усиления и встроенный детектор выходной мощности (усилители серии РМ и MSPA);
  • возможность модуляции выходной мощности и тока (усилители серии РМ иMSLA).

КСВН входа и выхода усилителя MSLA-20180-4,0 не более 2,5; остальных типов — не более 2. Для охлаждения усилителей используется внешний теплоотвод (кроме выпускаемых в виде ГИС — вариантов усилителей серии MSLA). Усилители выпускаются в герметичном (корпусной вариант) и негерметичном исполнениях (полосковые ГИС). Входной и выходной разъемы по СВЧ — 3,5/1,52 мм (корпусной) и полосковые (ГИС).

ФГУП ЦНИРТИ им. академика А. И. Берга

Параметры усилителей ФГУП ЦНИРТИ им. академика А. И. Берга (табл. 14) приведены для температуры 25 °С. Усилители ПМ12-С8-50 и С18603 имеют два синфазных выхода. Максимальные неидентичности АЧХ и ФЧХ усилителя С18603-2 равны соответственно ±1 дБ и ±20°. Все усилители выполнены в герметичных газонаполненных корпусах. Входной и выходной разъемы по СВЧ — 3,5/1,52 мм.

Таблица 14. Усилители мощности ФГУП ЦНИРТИ им. академика А. И. Берга

ЗАО «ВНИИРА-Навигатор»

Предприятие ЗАО «ВНИИРА-Навигатор» выпускает арсенид-галлиевые СВЧ аналоговые монолитные интегральные схемы (МИС). Основные технические характеристики МИС приведены в таблице 15. Усилители серии УВ-992 имеют регулировку усиления сигнала с сохранением динамического диапазона и, как и усилители серии УВ-995, поставляются в двух вариантах:

  • в стандартном герметичном корпусе, адаптированном для поверхностного монтажа;
  • в металлическом герметичном корпусе с микрополосковыми выводами и подстроечными элементами, позволяющими производить корректировку полосы частот.
Таблица 15. Усилители мощности ЗАО «ВНИИРА-Навигатор»

АМШУ-1238-1590 является гибридно-монолитным двухканальным антенным усилителем, имеющим защиту от воздействия входных помех с уровнем мощности не более 1 Вт. Защита также имеется и в усилителях МШУ-1238 (1590). Усилители серий УВ-992 и УВ-993 имеют регулировку усиления с сохранением динамического диапазона: диапазон регулировки не менее 15 дБ для УВ-992/1… УВ-992/3, 12 дБ — УВ-992/4, 10 дБ — УВ-992/5 и 20 дБ — УВ-993. Усилители серий УВ-992… УВ-996 обеспечивают термостабильность (0,8 дБ) в рабочем диапазоне температур. Усилители АМШУ-1238-1590, МШУ-1238 и МШУ-1590 предназначены для приема и предварительного усиления сигналов спутниковых радионавигационных систем GPS и ГЛОНАСС, остальные — для применения во входных цепях приемных трактов аппаратуры.

ОАО «Тантал»

Не все усилители, выпускаемые ОАО «Тантал» (табл. 16), имеют наименование. Разброс фаз от модуля к модулю +30° усилители имеют в диапазоне частот 0,84–0,91 ГГц и 1,03 ГГц. Модуляция выходного сигнала усилителей типов М42209, М42210 и М42143 обеспечивается импульсно-кодовой модуляцией колебаний СВЧ на входе. Усилитель диапазона частот 0,869–0,894 ГГц оснащен устройством дистанционного управления КУ сшагом 1 дБ в диапазоне 0–30 дБ, а суммарная выходная мощность приведена при усилении 40 дискретных сигналов с выходной мощностью 125 мВт каждый. В усилителях для диапазонов частот 0,84–0,91 ГГц, 1,03 ГГц и С имеется схема контроля выходной мощности.

Таблица 16. Усилители мощности ОАО «Тантал»

Усилитель для диапазона С применяется в системе, работающей в формате MLS в соответствии с нормами ICAO. Усилитель М42210 используется во вторичных локаторах с неселективным и адресным запросом в международных системах управления воздушным движением самолетов гражданской авиации. Во входных трактах приемной аппаратуры наземных, обзорных и бортовых РЛС используются усилители серий М42143, а в передающей радиоаппаратуре — М42209.

Компания «Московские Микроволны»

Компания «Московские Микроволны» (табл. 17) выпускает узкополосные усилители 5 наименований и 2 без названия. Усилители LNCell 800 SXS и LNCell 900 SXS с регулируемым КУ выпускаются в трех модификациях в зависимости от рабочей полосы частот: 5, 10 и 25 МГц. Для усилителей LNCell 800 RTX и LNCell 900 RTX диапазон частот в канале приемника 824–828 МГц и 890–915 МГц, а в канале передатчика — 866–873 МГц и 935–960 МГц при средней выходной мощности 200 и 100 Вт соответственно. Усилитель AS14-2D имеет встроенный аттенюатор, обеспечивающий изменение выходной мощности с шагом 0,125 дБ, и диапазон регулировки КУ 32 дБ.

Таблица 17. Усилители мощности компании «Московские Микроволны»

Усилители LNCell 800 SXS, LNCell900 SXS, LNCell 800 RTX и LNCell 900 RTX предназначены для повышения чувствительности приемного тракта базовых станций и ретрансляторов сотовой сети стандартов AMPS, GSM-900, CDMA-800. Усилитель AS14-2D предназначен для работы в передающих устройствах спутниковых систем связи диапазона Ku.

ФГУП «НПП «Исток»

Наибольшее количество транзисторных усилителей разных типов выпускает ФГУП «НПП «Исток». В таблице 18 приведены параметры усилителей, описанных на сайте предприятия, а в таблицах 19–24 — в рекламных материалах за 2004–2006 годы. В таблицах 19 и 22 приведены параметры бескорпусных усилителей мощности с допустимой входной мощностью не более 100 мВт. Средняя наработка на отказ усилителей, приведенных в таблице 19, составляет 100 тыс. ч, а в таблице 22 — 80 тыс. ч. Размеры усилителей — соответственно 12×7,5×1,8 мм и 12×7,5×2 мм. В таблице 20 приведены параметры усилителей 26 различных типов, которые предназначены для применения в радионавигационных системах, радиорелейных линиях связи, космической аппаратуры и в другой аппаратуре различного назначения:

  • усилители М421212-1 и М421212-2 имеют неидентичность ФЧХ не более ±20° и неидентичность АЧХ не более ±1,5 дБ;
  • допустимая входная мощность для усилителя М421210 — 500 Вт, для усилителей У51133 и У51133-1 — 1 кВт при ТИ = 1 мкс и Q = 1000;
  • выходная мощность в импульсном режиме усилителя ПУМ в режиме насыщения (РНАС) равна 65 Вт.
Таблица 18. Усилители мощности ФГУП «НПП «Исток»
Таблица 19. Бескорпусные усилители мощности ФГУП «НПП «Исток»
Таблица 20. Усилители мощности ФГУП «НПП «Исток»

В таблице 21 приведены параметры узкополосных малошумящих усилителей 26 типов, предназначенных для применения в системах РЛС и в аппаратуре связи. Минимальная наработка на отказ усилителей М421107 и М42194 равна 33 тыс. ч. В таблице 23 приведены параметры 45 типов широкополосных и сверхширокополосных усилителей. Часть из них выполнена на платах с микрополосковыми выводами. Параметры усилителей со встроенной защитой от входной непрерывной СВЧ мощности до 1 Вт приведены в таблице 24. Размеры усилителей — 108,5×28×18 мм. Усилитель М421135-2 (8–18 ГГц) имеет неидентичность АЧХ не более ±3 дБ, а неидентичность ФЧХ — не более ±45°. Изменение КУ в диапазоне температур указано в примечании к таблице 24.

Таблица 21. Усилители мощности ФГУП «НПП «Исток» для РЛС и аппаратуры связи
Примечания: 1. Без элементов крепления. 2. Размеры (без разъемов) герметичного корпуса. 3. Размеры пылезащищенного корпуса с МПЛ выводами. 4. Размеры корпуса с волноводными входом и выходом.
Таблица 22. Бескорпусные широкополосные усилители мощности ФГУП «НПП «Исток»
Примечания: 1. Для М421227 — отличающиеся параметры литеров в одной строке даны с *. 2. Масса модулей М421161, М421227, М421228 (тип1) — 0,6 г; остальные — 0,4 г.
Таблица 23. Широкополосные и сверхширокополосные усилители мощности ФГУП «НПП «Исток»
Таблица 24. Усилители мощности ФГУП «НПП «Исток» со встроенной защитой от входной непрерывной СВЧ мощности до 1 Вт (кроме М421135-21)
Примечания: 1. Изменение коэффициента усиления в диапазоне температур от –60 до +70 °С не более ±4 дБ, при этом коэффициент усиления должен находиться в пределах, указанных в таблице. 2. Изменение коэффициента усиления в диапазоне температур от –60 до +70 °С не более ±2 дБ, при этом коэффициент усиления должен быть не менее значений, указанных в таблице. 3. Изменение коэффициента усиления в диапазоне температур от –60 до +70 °С не более ±3 дБ, при этом коэффициент усиления должен находиться в пределах, указанных в таблице.

Диапазон рабочих температур усилителей: +60…+70 °С; некоторые типы усилителей работают при температуре +85 °С.

ФГУП «НИИПП» и ФГУП ГЗ «Пульсар»

ФГУП «НИИПП» выпускает монолитные интегральные усилители на основе GaAs для работы в диапазоне частот 20–2000 МГц с выходной мощностью 1, 2 и 4 Вт (табл. 25).

Таблица 25. Усилители мощности ФГУП «НИИПП»

Усилители ФГУП ГЗ «Пульсар» (табл. 26) выполнены в металлокерамическом корпусе с коаксиальными выводами.

Таблица 26. Основные характеристики усилителей мощности ФГУП ГЗ «Пульсар»

Заключение

Приведенные данные свидетельствуют о том, что в последние годы отечественные предприятия выпускают достаточно широкую номенклатуру усилителей СВЧ. Следует подчеркнуть, что наилучшие параметры усилителей (коэффициент шума КШ и выходная мощность РВЫХ) получены при применении зарубежных транзисторов.

Литература

  1. Белов Л. А. Твердотельные усилители малой и средней мощности // Электроника: НТБ. 2006. № 5.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке