Багатокаскадний хвилеводний транзисторний підсилювач нвч

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах связи, радиолокации, радиометрии, измерительной и медицинской аппаратуре преимущественно коротковолновой части СВЧ диапазона. Известен волноводный транзисторный усилитель СВЧ по а.с. СССР №260231, кл. H03F3/60 от 01.09.87, содержащий отрезок прямоугольного волновода, внутри которого параллельно его узкой стенке установлена перфорированная металлическая пластина, образующая основной и два вспомогательных гребня так, что первый вспомогательный гребень образует с основным входной, а второй - выходной отрезки H-образного волновода, транзистор установлен на основном гребне и соединен с ним по цепи истока ленточными проводниками, затвор и сток транзистора соединены ленточными проводниками с контактными площадками тонкопленочных фильтров питания, выполненных соответственно на первом и втором вспомогательных гребнях. Недостатками такого усилителя являются: малый коэффициент усиления, сужение полосы усиления при последовательном соединении нескольких каскадов, вызванное необходимостью применения энергоемких межкаскадных согласующи х устройств. В качестве прототипа выбран свободный от этих недостатков многокаскадный волноводный транзисторный усилитель СВЧ по а.с. СССР №260231, кл. H03F3/60 от 01.06.88, содержащий отрезок прямоугольного волновода, внутри которого параллельно его узкой стенке установлена перфорированная металлическая пластина, образующая основной и два вспомогательных гребня так, что первый вспомогательный гребень образует с основным входной, а второй - выходной отрезки H-образного волновода, транзисторы установлены на основном гребне вдоль продольной оси волновода, первый транзистор установлен непосредственно на основном гребне и соединен с ним по цепи истока ленточными проводниками, а каждый последующий транзистор - на контактной площадке тонкопленочного фильтра питания, с которым соединен по цепи истока ленточными проводниками, затвор первого и сток последнего транзистора соединены ленточными проводниками с контактными площадками фильтра питания, выполненных соответственно на первом и втором вспомогательных гребнях, сток каждого предыдущего транзистора соединен с затвором последующего первым ленточным проводником, который соединен вторым ленточным проводником с контактной площадкой соответствующего фильтра питания. Недостатком рассматриваемого волновода транзисторного усилителя СВЧ является низкая устойчивость усиления, обусловленная: "паразитной" связью между транзисторами; "паразитной" связью между ленточными проводниками; недостаточной развязкой между входным и выходным отрезками H-образного волновода. У прототипа транзисторы установлены на одной из поверхностей металлической пластины. Между собой и с контактными площадками тонкопленочных фильтров питания они соединены навесными ленточными проводниками, отличающимися повышенным уровнем излучения. Последнее обуславливает нежелательные связи между элементами усилителя. При увеличении коэффициента усиления транзисторов эти связи могут привести к недопустимому уменьшению устойчивости усиления. Кроме того, с увеличением коэффициента усиления усилителя закороченный посредине металлической пластиной отрезок прямоугольного волновода может не обеспечить требуемый уровень развязки между выходным и входным отрезками H-образного волновода. Это также способствует понижению устойчивости усиления. Задачей данного изобретения является устранение отмеченного недостатка, а именно, повышение устойчивости усиления, за счет увеличения развязки между выходом и входом усилителя и уменьшения "паразитных" обратных связей между его элементами. Поставленная задача достигается тем, что в многокаскадном волноводном транзисторном усилителе СВЧ, содержащем отрезок прямоугольного волновода, внутри которого параллельно его узкой стенке установлена перфорированная металлическая пластина, образующая основной, на котором установлены N транзисторов, где N-количество каскадов, и два вспомогательных гребня так, что первый образует с основным входной, а второй - вы ходной отрезки H-образного волновода, при этом затвор первого, сток последнего транзисторов соединены первым и вторым ленточными проводниками соответственно со входом и выходом усилителя и контактными площадками фильтров питания, выполненных на первом и втором вспомогательных гребнях, истоки первого и каждого последующего транзисторов соединены третьими ленточными проводниками соответственно с металлической пластиной и контактными площадками фильтров питания, при этом сток каждого предыдущего транзистора соединен с затвором последующего четвертыми ленточными проводниками, которые пятыми ленточными проводниками подсоединены к контактным площадкам соответствующих фильтров питания, новым является то, что участок прямоугольного волновода между входным и выходным отрезками H-образного волновода выполнен с уменьшенным до высоты монтажа сечением между узкими стенками волновода и металлической пластиной, при этом каждый транзистор установлен в отверстии в металлической пластине, каждый четвертый ленточный проводник расположен на диэлектрической пластине, установленной в углублении в металлической пластине. Технический результат достигается тем, что в отличие от прототипа в предложенном усилителе транзисторы установлены в отверстиях, выполненных в металлической пластине. Первые ленточные проводники расположены на диэлектрических пластинах с большой диэлектрической проницаемостью и образуют установленные в специальных углублениях в металлической пластине микрополосковые линии с уменьшенным уровнем излучения. Все это в определенной степени уже уменьшает нежелательные связи между элементами усилителя. Предложенная форма прямоугольного волновода с уменьшенным до высоты монтажа сечением между его узкими стенками и металлической пластиной в области размещения на ней транзисторов обеспечивает увеличение развязки между входным и выходным отрезками Н-образного волновода. На фиг.1 изображен многокаскадный волноводный транзисторый усилитель СВЧ; на фиг.2 и 3 - то же, сечения в продольных плоскостях. Усилитель содержит следующие элементы: 1 - отрезок прямоугольного волновода, 2 - перфорированная пластина 3, 4, 5 - основной, первый и второй вспомогательные гребни соответственно, 6 - фильтры цепей питания, 7, 8, 9, 10, 11 - соответственно первый, второй, третий, четвертый, пятый ленточный проводник, 12 транзисторы, 13 - отверстия для установки транзисторов, 14 - диэлектрические пластины, 15 - углубления для установки диэлектрических пластин. Предложенный многокаскадный волноводный транзисторный усилитель СВЧ работает следующим образом. Как и у прототипа, тонкопленочные фильтры цепей питания 6 вместе с ленточными проводниками 7, 8, 9, 10, 11 обеспечивают возможность установки режимов работы транзисторов 12 по постоянному току. Усиливаемый сигнал подается на короткозамкнутый на одном конце входной отрезок H-образного волновода, образованным отрезком прямоугольного волновода 1 и гребнями 3, 4. Через первый ленточный проводник 7 он поступает на затвор первого транзистора. Усиленный первым (предыдущим) транзистором сигнал подается на затвор второго (последнего) транзистора через четвертый ленточный проводник 10. Усиленный всеми транзисторами сигнал посредством второго ленточного проводника 8 возбуждает выходной отрезок Hобразного волновода, отрезком прямоугольного волновода 1 и гребнями 3, 5. Требуемое согласование усилителя по входу и выходу обеспечивается выбором соответствующих размеров H-образного волновода. Предложенное расположение транзисторов и четвертых ленточных проводников уменьшает "паразитные" связи между элементами усилителя, а предложенная форма прямоугольного волновода с уменьшенным до высоты монтажа сечением между его узкими стенками и металлической пластиной в области размещения на ней транзисторов обеспечивает увеличение развязки между вы ходными и входными отрезками H-образного волновода, что обеспечивает возможность достижения стабильности усиления.