Перспективным методом является нанесение на подложки толстых ферритовых пленок, получаемых, например, методом плазменного напыления. Ферритодиэлектрические композиции, изготавливаемые методом горячего прессования, получают совместным прессованием керамической и ферритовой шихты.

На основе F-циркуляторов может быть построен компактный вентиль; при этом в одно из плеч циркулятора включается согласованная нагрузка в печатном исполнении, изготавливаемая в едином технологическом цикле со всей схемой.

Вентили могут быть резонансного типа или основанные на эффекте смещения поля. В вентилях резонансного типа необходимо обеспечить область круговой поляризации. В щелевых и копланар-ных линиях эта область имеется и ее не надо специально создавать. В микрополосковых и симметричных полосковых линиях эта W

1-УУУУУУУУ У77У

Рис. 10.50. Т-опОЛошя полоскового вентиля резонаясного типа с иарал-лелвными шлейфами

IVo Проводиии

Феррит

Рис. 10.52. 1Констру1Иция полоскового Рис. 10.51. Конструкция полоокошого вентиля на эффекте смещения поля вентиля с требенчатой замедляющей

структурой

область отсутствует и для ее реализации требуются специальные схемы и конструкции: с параллельными шлейфами (рис. 10.50), с использованием замедляющих структур (рис. 10.51).

В вентиле рис. 10.50 к проводнику печатной линии присоединяется шлейф длиною /i=Xb/8, при этом ток в шлейфе и ток в основной линии равны и сдвинуты по фазе на 90°, а в месте раз-

ветвления находится область с круговой поляризацией магнитного поля, в которую помещается ферритовый вкладыш. Для компенсации реактивности этого шлейфа используется еще один щлейф, длина которого /2=3?\,в/8. Диаметр феррита d выбирается равным (2-3) W исходя из максимального вентильного отношения Собр/Спр.

Полосковый .резонансный вентиль с гребенчатой замедляющей структурой (рис. 10.51) состоит из двух прямоугольных ферритовых пластин, которые крепятся к заземленным платам симметричной полосковой линии, и центрального проводника с гребенкой разомкнутых на концах шлейфов. Для обеспечения широкополосного согласования (порядка 20 ... 40%) шлейфы выполняются с плавно изменяющейся длиной: от нулевой до /=0,1Яв. Круговая поляризация реализуется в плоскости, отстоящей от разветвления на расстояние i6i = 0,02A;b, с которой совмещаются оси ферритовых пластин.

Полосковый вентиль на эффекте смещения поля (рис. 10.52) состоит из отрезка полосковой линии с увеличенной шириной проводника по сравнению с шириной входной и выходной линии, в области которого располагается ферритовая пластина. При прохождении прямой волны максимум электрического поля смещается к одному (левому) краю полоски, а при прохождении обратной волны - к другому (правому) краю полоски, у которого размещается поглотитель. Полосковые вентили со. смещением поля отличаются малыми габаритами и большой широкополосностью (перекрытие по частотному диапазону может доходить до 5:1).

10.13. УСИЛИТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ

В интегральных схемах усилителей и генераторов СВЧ используются транзисторы, диоды с отрицательным сопротивлением и с накоплением заряда, параметрические, варакторные диоды.

На рис. 10.i53 приведена принципиальная схема модуля широкополосного усилителя СВЧ с распределенным усилением. Здесь

Вкод

10-21

R1 С5

-3--

D О

7 I

C1Z\

Jf3 cie ]HH1HH 7IH

-аг-

хшмч.ш.еаа хшмч.ш.ваэ хшмч.1зэ.е8о

Рис. 10.53. Схем.а тра1нзисторног.о усилителя 289

< ВыхоВ

используется несколько одинаковых усилительных модулей (рис. 10.54), в свою очередь, состоящих из нескольких транзисторных каскадов, выходные коллекторные цепи и входные цепи базы которых разделены индуктивностями (отрезками микрополосковых линий), образующими вместе с подсоединенными к ним емкостями С звенья двух искусственных линий передачи. Сигнал, поданный на вход искусственной линии цепи базы, усиливается транзисторами и передается на выход искусственной линии цепи коллектора. На рис. 10.55 показана топология усилителя, а на рис. 10.56 - сборочный чертеж усилителя.

+СВ 4=Й9 4=/2

C8*t

ххххл

= =СГ5

3 -о

RfS 4

L i

Puc. 10.54. Модуль -пранэисторноро усилителя

На основе транзисторов и диодов проектируются интегральные схемы СВЧ генераторов. Транзисторные генераторы имеют высокую надежность, малую потребляемую мощность, малый уровень ЧМ шумов, высокую стабильность частоты. Генераторы на кремниевых транзисторах имеют выходную мощность более 5 Вт на частотах порядка 4 ГГц. Генераторы на лавинно-пролетном диоде (ЛПД) могут работать в широком диапазоне частот вплоть до 60 ГГц. Такие генераторы в 3-сантиметровом диапазоне в непрерывном режиме имеют КПД, равный 10-15%. Генераторы на диодах Ганна обладают меньшими шумами, большей широкопо-лосностью, меньшим напряжением питания, однако уступают генераторам на ЛПД по выходной мощности и КПД. Современные генераторы Ганна имеют мощность несколько сотен милливатт в непрерывном и несколько ватт в импульсном режимах и работают в диапазоне частот 4-40 ГГц при КПД, равном 1-6%).

На рис. 10.57 показана топология микрополоскового генератора на лавинно-пролетном диоде, который монтируется непосредственно на медный теплоотвод и соединяется с пассивной частью схемы металлической перемычкой. Индуктивность этой перемычки, а также емкость ЛПД определяют резонансную частоту генератора. Четвертьволновый отрезок полосковой линии выполняет