Двунаправленный свч усилитель

Авторы патента:

H03F3/189 - усилители высокой частоты, например радиочастотные усилители

Владельцы патента RU 2589376:

Хуако Аслан Юсуфович (RU)

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве двунаправленного СВЧ усилителя. Технический результат - обеспечение усиления сигналов в обоих направлениях в полудуплексном режиме при содержании минимального количества элементов. Двунаправленный СВЧ усилитель характеризуется применением одного и того же коммутируемого усилителя для приема и передачи сигналов. Реверсирование усиления достигается тем, что коммутатор выполнен в виде двухполюсной группы переключающих контактов двух направлений в два положения, при этом контакты коммутатора, связанные с направлениями, образуют вход/выход устройства, а контакты коммутатора, являющиеся его положениями, соединены с входом и выходом усилителя. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к СВЧ усилителям.

Известен двунаправленный СВЧ усилитель (патент РФ на изобретение №2504895, зарегистрирован 20 января 2014 года, МПК H03F 3/00, "Двунаправленный СВЧ усилитель", автор Хуако Р.А.). Известный двунаправленный усилитель содержит два встречно направленных усилителя и два циркулятора или направленных ответвителя. Недостатком указанного двунаправленного усилителя является большое количество элементов, что ухудшает его массогабаритные и энергетические характеристики.

Известен двунаправленный СВЧ усилитель ABDA 2,4/1 (http://www.betatvcom.dn.ua/ABDA-2-4.shtml). Известный двунаправленный усилитель содержит, в частности, два коммутатора, переключающих два встречно направленных усилителя, что позволяет устройству работать в полудуплексном режиме. Известный двунаправленный усилитель также содержит избыточное количество элементов. Эта избыточность связана с тем обстоятельством, что, как правило, в СВЧ диапазоне к встречно направленным усилителям предъявляются существенно разные требования. Так, усилитель, предназначенный для усиления принимаемых сигналов, должен иметь малый коэффициент шума, а усилитель, предназначенный для усиления передаваемых сигналов, должен иметь большую выходную мощность. До последнего времени не существовало СВЧ усилителей, сочетающих эти качества.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание двунаправленного СВЧ усилителя, способного усиливать сигналы в обоих направлениях в полудуплексном режиме и содержащего минимальное количество элементов. В предлагаемом изобретении технический результат достигается тем, что в схеме известного двунаправленного усилителя коммутатор выполнен в виде двухполюсной группы переключающих контактов двух направлений в два положения. При этом контакты коммутатора, связанные с направлениями, образуют вход/выход устройства, а контакты коммутатора, являющиеся его положениями, соединены с входом и выходом усилителя.

На фигуре 1 приведена схема двунаправленного СВЧ усилителя по предлагаемой схеме.

Двунаправленный СВЧ усилитель, построенный по схеме, приведенной на фигуре 1, работает следующим образом. В первом положении коммутатора 1 усиливаемый сигнал с первого направления поступает на вход усилителя 2, усиливается в нем и с выхода усилителя 2 поступает на второе направление. Во втором положении коммутатора 1 сигнал со второго направления поступает на ход усилителя 2, а его выход подключается к первому направлению и устройство работает в обратном направлении. Таким образом, удается построить двунаправленный СВЧ усилитель, работающий в полудуплексном режиме, содержащий минимальное количество элементов.

Создание такого усилителя во многом связано с достижениями современной СВЧ электроники. Так, например, при использовании усилительной микросхемы типа SPF-5122Z производства компании RFMD, имеющей коэффициент шума менее 1 DB и выходную мощность до 23 DBm, в сочетании с DPDT переключателем (DPDT - double-pole double-throw - двухполюсная группа переключающих контактов. Ф.В. Лисовский, И.К. Калугин. "Англорусский словарь по радиоэлектронике", стр. 685) типа MASWSS0129 производства компании МАСОМ, имеющим прямые потери менее 0,7, удалось построить СВЧ усилитель, успешно работающий как на прием, так на передачу сигналов. При этом усилитель содержит минимальное количество элементов и соответственно имеет улучшенные массо-габаритные и энергетические характеристики. Использование двунаправленного СВЧ усилителя, построенного по предлагаемой схеме, например, в приемо-передающей активной фазированной решетке позволяет уменьшить необходимое количество усилителей в два раза и существенно снизить энергопотребление.

Двунаправленный СВЧ усилитель, содержащий коммутатор и усилитель, отличающийся тем, что коммутатор выполнен в виде двухполюсной группы переключающих контактов двух направлений в два положения, при этом контакты коммутатора, связанные с направлениями, образуют вход/выход устройства, а контакты коммутатора, являющиеся его положениями, соединены с входом и выходом усилителя.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации.

Устройство для усиления сверхширокополосного сигнала // 2497270

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к сверхширокополосным устройствам. Техническим результатом является усиление сверхширокополосных сигналов при использовании стандартных методов узкополосной радиотехники.

Комбинированный усилитель, радиостанция и способ повышения кпд комбинированного усилителя // 2437206

Изобретение относится к комбинированному усилителю (3, 4, 120), радиостанции (100), включающей в себя такой комбинированный усилитель, и к способу повышения кпд такого комбинированного усилителя в частности.

Каскодный усилитель // 2428786

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных и избирательных усилителях ВЧ и СВЧ диапазонов).

Высокочастотный широкополосный усилитель на моп-транзисторах // 2426220

Изобретение относится к области радиотехники и связи для построения входного каскада радиоприемных устройств радиочастотного диапазона. .

Дифференциальный усилитель // 2421888

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, ВЧ и СВЧ-усилителях переменного тока и т.п.).

Двухкаскадный вч-усилитель // 2421882

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных, ВЧ- и СВЧ-усилителях, фильтрах).

Дифференциальный усилитель // 2421881

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных усилителях ВЧ и СВЧ диапазонов).

Широкополосный усилитель // 2421880

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных, избирательных, ВЧ- и СВЧ-усилителях).

Усилитель свч // 2394363

Изобретение относится к электронной технике СВЧ. .

Однопортовый резонансный транзисторный усилитель широкова // 2594335

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при построении радиотехнических систем различного назначения. Особенно полезным представляется использование усилителя при построении активных транспондеров, предполагающих прием, обработку и обратное излучение принятого и усиленного по амплитуде радиочастотного или микроволнового сигнала. Новым в изобретении является использование положительной обратной связи для усиления сигналов в области микроволн и радиочастот. Причем положительная обратная связь формируется за счет выполнения конструктивной индуктивности либо в качестве катушки индуктивности с отводами (выводами) известного диаметра, известной длины и с известным количеством витков, либо в качестве отрезка микрополосковой линии с отводами (выводами) известной ширины, известной толщины подложки и известной длины. При этом первый вывод конструктивной индуктивности соединен с общим проводом, а ее второй вывод соединен по переменному току с истоком полевого транзистора. На третий вывод конструктивной индуктивности подают входной микроволновый или радиочастотный сигнал. С этого же вывода снимают выходной усиленный микроволновый или радиочастотный сигнал. При этом четвертый вывод конструктивной индуктивности соединен по переменному току с затвором полевого транзистора, что обеспечивает формирование положительной обратной связи. При этом сток полевого транзистора соединен по переменному току через блокировочный конденсатор с общим проводом, а по постоянному току с клеммой подачи напряжения питания. Дополнительно имеется возможность подавать управляющее напряжение постоянного тока на первый или второй затвор полевого транзистора или на его исток. Отводы конструктивной индуктивности, параметры полевого транзистора и/или уровень управляющего напряжения подобраны таким образом, чтобы не выполнялось условие самовозбуждения схемы и генерация сигналов не наступала.

Каскадный однопортовый резонансный транзисторный усилитель // 2594337

Изобретение относится к области радиотехники и может применяться для построения радиотехнических и телекоммуникационных систем различного назначения. Экспериментально удалось показать, что особенно полезным является использование такого каскадного однопортового усилителя при построении приемо-передающих устройств, например, транспондеров, функциями которых являются прием, обработка, и переизлучение радио- или сверхвысокочастотных сигналов в направлении антенной системы считывающего устройства. Новым в изобретении является включение дополнительных каскадов для усиления сигналов в области микроволн и радиочастот. Каждый каскад усилителя построен по регенеративной схеме. При этом положительная обратная связь формируется за счет выполнения конструктивной индуктивности либо в качестве катушки индуктивности с отводами (выводами) известного диаметра, известной длины и с известным количеством витков, либо в качестве отрезка микрополосковой линии с отводами (выводами) известной ширины, известной толщины подложки и известной длины. Каскадный однопортовый резонансный транзисторный усилитель обладает новыми свойствами, заключающимися в существенно повышенном коэффициенте усиления (порядка 40 дБ и более), что позволяет использовать его в радиотехнических системах различного назначения, например, системах радиочастотной идентификации, что обеспечивает повышенную дальность их действия. Причем активный элемент усилителя выбирается стандартным, а рабочий режим транзистора по постоянному току выбирают таким, чтобы усиление каждого каскада было небольшим, что исключает дополнительную настройку усилителя и обеспечивает его стабильную работу. Количество подключаемых каскадов может быть произвольным, но как показывает опыт, обычно оно ограничивается двумя-тремя. Большее число каскадов в таком усилителе приводит к повышению общего коэффициента усиления (выше 40 дБ), что в свою очередь приводит к неустойчивой работе усилителя в составе транспондера радиотехнической системы в целом.