Микрополосковое приемное устройство супергетеродинного приемника миллиметрового диапазона волн

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в радиоприемных устройств систем радиосвязи миллиметрового диапазона. Целью изобретения является увеличение коэффициента передачи при сохранении габаритов и повышение устойчивости характеристик, Микрополосковое приемное содержит антенну с фокусирующим отражателем 1, направителем в виде дифракционной решетки из полосковых проводников 3, которые нанесены на диэлектрическую подложку 2. металлизированную с другой стороны, смесительный диод 4, гетеродин 5, транзисторы 6. резисторно-емкостные П-образные фильтры 7,8, 7 базовых и 7, 9, 7 коллекторных цепей питания . Кроме того, в устройство входят конденсаторы 12,13.17, отрезок коаксиального кабеля 15, с петлей связи 16, контактные площадки 10 и 11, соединенные с металлизацией подложки, контактные площадки 19 для подачи питания, полосковый проводник 14, волноводно-полосковый переход 18 - выход устройства. Увеличение коэффициента передачи обеспечивается усилением сигнала промежуточной частоты транзисторами 6, а повышение устойчивости - экранирующими свойствами проводников, размещенных между проводниками, подключенными к базам и коллекторам транзисторов 6. 2 з.п.ф-л, 1 ил. Ё VJ СЛ °° 00 S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 В 1/26

ГОСУДАРCTВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° ий ч !

ы

IQQ (00 .) Q0 !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788953/09 (22) 01.02,90 (46) 30.08.92. Бюл. %32 (71) Казанский авиационный институт им.

A.Н.Туполева (72) Е.А.Соколов (56) Клич С.М, Проектирование СВЧ устройств радиоприемников РЛС. М.: Сов,радио. 1973, с.286.

Авторское свидетельство СССР

М 1626392, кл. Н 04 В 1/26, 1958, (54) МИКРЙПОЛОСКОВОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО

ПРИЕМНИКА МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ВОЛН (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в радиоприемных устройств систем радиосвязи миллиметрового диапазона: Целью изобретения является увеличение коэффициента передачи при сохранении габаритов и повышение устойчивости характеристик, Микрополосковое приемное содержит антенну с. Ж 1758878 А1 фокусирующим отражателем 1, направителем в виде дифракционной решетки из полосковых проводников 3, которые нанесены на диэлектрическую подложку 2. металлизированную с другой стороны, смесительный диод 4, гетеродин 5, транзисторы 6, реэисторно-емкостные П-образные фильтры 7, 8, 7 базовых и 7, 9, 7 коллекторных цепей питания. Кроме того, в устройство входят конденсаторы 12. 13. 17, отрезок коаксиального кабеля 15, с петлей связи 16, контактные площадки 10 и 11, соединенные с металлиэацией подложки, контактные площадки 19 для подачи питания, полосковый проводник

14, волноводно-полосковый переход 18— выход устройства. Увеличение коэффициента передачи обеспечивается усилением сигнала промежуточной частоты транзисторами 6, а повышение устойчивости — экранирующими свойствами проводников, размещенных между проводниками, подключенными к базам и коллекторам транэисто1758878

Изобретение относится к. радиоэлектронике и может использоваться системах радиосвязи, радиоуправления, радиометрии.

Известны приемные устройства, состоящие иэ антенны, гетеродина, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты (УПЧ). Супергетеродинные приемники-аналоги изобретения используются для приема электромагнитных волн от субмиллиметрового до сантиметрового диапазонов. Прототип состоит из антенны, смесительного диода и гетеродина. Антенна содержит фокусирующий отражатель и направитель в виде дифракционной решетки из полосковых проводников на поверхности металлизированной диэлектрической подложки. Смесительный диод установлен в фокусе отражателя и подключен к полосковому проводнику дифракционной решетки. Устройство прототип обеспечивает избирательность приемника по соседнему каналу на промежуточной частоте, лежащей в дециметровом диапазоне.

Недостатком прототипа является малый коэффициент передачи, что обусловлено отсутствием. УПЧ. Введение в состав приемника с устройством прототипом УПЧ дециметрового диапазона известных конструкций с большим коэффициентом усиления приводит к увеличению габаритов приемника.

Целью изобретения является увеличение коэффициента передачи при сохранении габаритов. Положительный эффект при этом достигается за счет повышения чувствительности приемника и его технологичности.

Цель достигается тем, что в состав микрополоскового приемного устройства суп-е р гете роди н н о го приемника миллиметрового диапазона, содержащего отражатель антенны и направитель в виде дифракционной решетки из полосковых проводников, нанесенных на одной стороне диэлектрической подложки, другая сторона которой металлизирована, смесительный диод, который установлен в фокусе отражателя и подключен к 1-му полосковому проводнику и гетеродин, введены транзисторы и резистивно-емкостные П-образные фильтры базовых и коллекторных цепей питания, при этом эмиттеры транзисторов соединены с металлизацией, базы подкл очены к первым концам 1-го и последующих нечетных полосковых проводников, резистивноемкостные П-образные фильтры базовых и коллекторных цепей питания подключены ко вторым концах нечетных и четных полосковых проводников соответственно, С целью повышения устойчивости характеристик приемника в состав описанно5 го выше устройства введены дополнительные полосковые проводники, которые размещены между полосковыми проводниками дифракционной решетки.

Вариантом последнего решения явля10 ется такой, при котором одни или несколько дополнительных. полосковых проводников соединены с металлизацией.

На чертеже изображена конструкция микрополоскового и риемного устройства

15 супергетеродинного приемника миллиметрового диапазона волн.

Приемное устройство содержит антенну, состоящую из фокусирующего отражателя 1, направителя в виде дифракционной

20 решетки из полосковых проводников 3, нанесенных на одной стороне диэлектрической подложки 2, металлизированной с другой стороны; смесительный диод 4; гетеродин 5, транзисторы 6, резисторно-емкост25 ные П-образные фильтры 7, 8, 7 базовых и 7, 9, 7 коллекторных цепей питания.

В состав приемного устройства входят также: конденсаторы 12,13,17; отрезок коаксиального кабеля 15 с петлей связи 16;

30 контактные площадки 10 и 11, соединенные с металлизированной стороной подложки; контактные площадки 19 подачи питания; полосковый проводник 14; коаксиально-полосковый переход 18 — выход устройства.

35 Все компоненты приемного устройства, за исключением гетеродина 5, размещены на диэлектрической подложке 2,. Фокусирующий отражатель 1 припаян к металлизированной стороне подложки 2, В его фокусе

40 расположен смесительный диод 4, один . электрод его подключен к металлизации подложки 2, а второй через конденсатор 12 соединен с 1-м полосковым проводником 3 дифракционной решетки. Через петлю свя45 зи 16 и отрезок коаксиального кабеля 15 от гетеродина 5 к смесительному диоду 4 осуществляется подача мощности гетеродина

5. Транзисторы 6 эмиттерами посредством контактных площадок 10 подключены к ме50 таллизации подложки 2, База первого транзистора подключена к первому концу 1-ro полоскового проводника 3. Ко второму концу этого же полоскового проводника 3 подключен резистивно-емкостной П-образный

55 фильтр 7, 8, 7 базовой цепи питания. Следующий полосковый проводник 3, названный выше "дополнительный", соединен с металлизированной стороной подложки 2 посредством контактной площадки 11. Коллектор первого транзистора подключен к первому

1758878

10

20

50

55 концу последующего полоскового проводника 3, второй конец которого соединен с резистивно-емкостным П-образным фильтром 7, 9, 7 коллекторной цепи питания. К контактным площадкам 19 подключен положительный (для и-р-и транзисторов 6 полюс источника тока, на фиг.1 не показанного.

Отрицательный полюс подключен к контактным площадкам 10. 11("земля" ), Два последующих транзистора 6, а также соответствующие резистивно-емкостные Побразные цепочки подключены к полосковым проводникам 3 аналогично. Конденсаторы 13 соединяют коллектор предыдущего транзистора 6 с базой последующего транзистора 6,.Коллектор третьего транзистора

6 через конденсатор 17 и полосковый проводник 14 соединен с коаксиально-полосковым. переходом 18 — выходом приемного устройства.

Полосковые проводники 3 расположены на постоянном расстоянии друг от друга так, что образуют дифракционную решетку для частоты сигнала, лежащей в миллиметровом диапазоне.

Полосковые проводники 3 имеют длину, равную примерно четверти длины волны ПЧ в микрополосковой линии, образованной полосковым проводником 3 и металлизированной диэлектрической подложкой 2, Емкость конденсатора 7 обеспечивает режим короткого замыкания на ПЧ так, что входное сопротивление четвертьволновой микрополосковой линии со стороны базы и коллектора транзистора 6 УПЧ равняется бесконечности.

Микрополосковое приемное устройство, изображенное на фиг.1, работает следующим образом. Излучение миллиметрового диапазона падает из верхнего полупространства на поверхность диэлектрической подложки 2, дифрагирует на дифракционной решетки из полосковых проводников 3 так. что вдоль подложки распространяется поверхностная Е волна, которая фокусируется отражателем 1 в виде моды Н1о на смесительном диоде 4. На этот же диод 4 через отрезок коаксиального кабеля 15 и петлю связи 16 поступает мощность от гетеродина 5 миллиметрового диапазона, Низшая из комбинационных частот— промежуточная — поступает со смесительного диода 4 через конденсатор 12 на вход техкаскадного УПЧ на транзисторах 6, и усиливается им. С коллектора третьего транзистора 6 усиленный сигнал ПЧ поступает на коаксиально-полосковый переход 18, являющийся выходным соединителем приемнога устройства, Избирательность устройства по соседнему каналу обеспечивается микрополосковыми волноводами, подключенными к базовым и коллекторным электродам транзисторов 6, конденсаторами 13 связи между каскадами УПЧ, а также межэлектродными емкостями транзисторов 6, Полосковые проводники 7, не соединенные с электродами транзисторов 6. обеспечивают экранирование входных и выходных цепей каскадов УПЧ, обеспечивая высокий устойчивый коэффициент усиления.

Полосковые проводники 2 дифракционной решетки используются в приемном устройстве в качестве элементов антенны, в качестве цепей подачи питания на базы и нагрузок в коллекторных цепях транзисторов 6 УПЧ, а также в качестве экрана между входными и выходными цепями каскадов

УПЧ. Это и обеспечивает в сотни раз больший коэффициент — передачи устройства при сохранении его габаритов.

Экспериментального подтверждена реализуемость коэффициента усиления 60 дБ.

Трехкаскадным УПЧ приемного устройства изображенного на фиг.1, при полосе пропускания по уровню — 3 дБ 420 ... 500 МГц, по уровню — 20 дБ, 350 ...600 МГц. Это достигнуто без увеличения габаритов приемного устройства относительно габаритов прототипа, что обеспечивает получение технического и экономического эффекта.

Формула изобретения

1. Микрополосковое приемное устройство супергетеродинного приемника миллиметрового диапазона волн, содержащее отражатель антенны и направитель в виде дифракционной решетки иэ полосковых проводников, нанесенных на одной стороне диэлектрической подложки, другая сторона которой металлизирована, смесительный диод, который установлен в фокусе отражателя и подключен к первому полосковому проводнику, и гетеродин, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с- целью увеличения коэффициента передачи при сохранении габаритов, в него введены транзисторы и резистивно-емкостные П-образные фильтры базовых и коллекторных цепей питания, при этом эмиттеры транзисторов соединены с металлизацией, базы подключены к первым концам первого и последующего нечетных полосковых проводников, коллекторы — к первым концам четных полосковых проводников, резистивно-емкостные П-образные фильтры базовых и коллекторных цепей питания подключены к вторым концам нечетных и четных полосковых проводников соответственно, 2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения устойчиво1758878

Составитель Е,Соколов

Редактор О.Спесивых Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор, А. Воров ич

Заказ 3012 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 сти характеристик, введены дополнительные полосковые проводники, которые размещены между полосковыми проводниками дифракционной решетки.

3. Устройство по пп,1 и 2, о т л и ч ающ е е с я тем, что один или несколько дополнительных полосковых проводников соединены с металлизацией.