Малошумящий приемно-усилительный модуль
Владельцы патента RU 2573195:
Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения (АО ЦКБА) (RU)
Изобретение относится к элементам приемных систем и предназначено для усиления принимаемых СВЧ сигналов с одновременным обеспечением защиты по входу от синхронных и несинхронных помех. Техническим результатом является повышение стабильности усиления при ограничении по мощности сигнала, подаваемого на вход малошумящего усилителя. Малошумящий приемно-усилительный модуль (МПУМ) состоит из защитного устройства, малошумящего усилителя и двух ферритовых вентилей, которые выполнены в виде единого блока ферритовых вентилей, между защитным устройством и блоком ферритовых вентилей установлена четвертьволновая волноводная скрутка, а входной и выходной волноводные каналы малошумящего приемно-усилительного модуля размещены в одной плоскости, при этом поляризации сигнала в них ортогональны. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к элементам приемных систем и предназначено для усиления принимаемых СВЧ сигналов с одновременным обеспечением защиты по входу от синхронных и несинхронных помех.
Разработка малошумящих приемно-усилительных модулей Ка-диапазона с защитой по входу весьма актуальна, так как при традиционной компоновке приемника из отдельных приборов не удается получить приемлемые значения коэффициента шума приемника в целом, что очень важно для современной высокочувствительной аппаратуры.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является малошумящий приемно-усилительный модуль 8-мм диапазона с защитой по входу от синхронных и несинхронных сигналов (МПУМ), содержащий защитное устройство, малошумящий усилитель и два ферритовых вентиля (Гамулецкая П.Б., Добров В.А. и др. 16-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (Кры-МиКо′ 2006). Севастополь, 11-15 сентября 2006 г.: Материалы конф. - Севастополь: Вебер, 2006. - 1047 с: ил.).
Недостатками данного модуля являются сравнительно большие габаритные размеры (68×42×42 мм), масса (300 г) и расположение волноводных выходов на противоположных сторонах модуля, что приводит к необходимости увеличения размеров волноводной обвязки и сложности при расположении модуля на облучателе в раскрыве антенных решеток, собранных по отражательной схеме.
Перед авторами стояла задача создания МПУМ, лишенного перечисленных недостатков и позволяющего использовать его в отражательных антенных системах при его расположении в раскрыве антенной системы.
Техническим результатом заявляемого МПУМ является уменьшение массогабаритных размеров за счет оптимизации его конструкции для применения, например, в составе облучателя однозеркальной антенной системы.
Задача решена за счет того, что в МПУМ, содержащий защитное устройство, малошумящий усилитель и два ферритовых вентиля, дополнительно введена четвертьволновая волноводная скрутка, расположенная между защитным устройством и ферритовым вентилем, подключенным ко входу малошумящего усилителя, при этом два ферритовых вентиля выполнены в виде единого блока ферритовых вентилей, а входной и выходной волноводные каналы малошумящего приемно-усилительного модуля размещены в одной плоскости, при этом поляризации сигнала в них ортогональны.
Блоки МПУМ объединены между собой пустотелыми шпильками, при этом внутренние каналы пустотелых шпилек являются направляющими для установки модуля в аппаратуре.
Заявляемый МПУМ обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.
Заявляемый МПУМ по мнению заявителей и авторов соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.
Сущность предлагаемого решения поясняется с помощью чертежей, где:
- на фиг. 1 представлена структурная схема МПУМ;
- на фиг. 2 - конструкция МПУМ.
МПУМ состоит из защитного устройства (ЗУ) 1, малошумящего усилителя (МШУ) 2 и блока 3 ферритовых вентилей (БФВ). Между ЗУ 1 и БФВ 3 установлена четвертьволновая волноводная скрутка (ЧВС) 4. Между собой блоки объединены пустотелыми шпильками 5. БФВ 3 состоит из двух ферритовых вентилей 6.
Устройство работает следующим образом.
СВЧ сигнал поступает на вход МПУМ, являющийся входом ЗУ 1, в котором происходит его ограничение по мощности до уровня, допустимого для подачи на вход МШУ 2. С выхода ЗУ 1 сигнал проходит через ЧВС 4, в которой меняется направление вектора поляризации СВЧ сигнала, и поступает на вход 1 БФВ 3, предназначенного для повышения стабильности работы МШУ 2, проходит через него и с выхода 1 БФВ 3 поступает на вход МШУ 2, в котором происходит его усиление. Далее усиленный СВЧ сигнал, пройдя по цепи вход 2 - выход 2 БФВ 3, поступает на выход МПУМ.
Для увеличения степени интеграции и уменьшения поперечных габаритов МПУМ применены пустотелые шпильки 5, являющиеся одновременно и элементами сборки МПУМ и каналами для элементов крепления МПУМ в составе аппаратуры.
Для подтверждения правильности выбранного технического решения были изготовлены опытные образцы МПУМ Ка-диапазона, у которых получены следующие технические характеристики:
- габаритные размеры, мм, не более: 60×29×30 (уменьшены в среднем на 24%);
- масса, г, не более: 180 (уменьшена на 40%);
- вход и выход расположены в одной плоскости, что позволяет уменьшить габаритные размеры при волноводной обвязке МПУМ.
В настоящее время разработана конструкторская документация заявляемого МПУМ, изготовлены опытные образцы, работающие в Ка-диапазоне длин волн, испытания которых подтвердили преимущества по сравнению с прототипом, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.
1. Малошумящий приемно-усилительный модуль, содержащий защитное устройство, малошумящий усилитель и два ферритовых вентиля, отличающийся тем, что в него дополнительно введена четвертьволновая волноводная скрутка, расположенная между защитным устройством и ферритовым вентилем, подключенным ко входу малошумящего усилителя, при этом два ферритовых вентиля выполнены в виде единого блока ферритовых вентилей, а входной и выходной волноводные каналы малошумящего приемно-усилительного модуля размещены в одной плоскости, при этом поляризации сигнала в них ортогональны.
2. Малошумящий приемно-усилительный модуль по п. 1, отличающийся тем, что его блоки объединены между собой пустотелыми шпильками, при этом внутренние каналы пустотелых шпилек являются направляющими для установки модуля в аппаратуре.
