|
| |
|
Слаботочка Книги до 1x2 мм) приведены в книге [8, т. 1, стр. 108-109]. Более широко используют в СВЧУ из-за простоты конструкции, широкополосности и высокой электрогерметичности контактные фланцевые соединения без прокладки и со специальной бронзовой контактной прокладкой. Конструкции таких фланцев, прокладок и некоторые данные по их электрогерметичности и вносимым потерям приведены в [3, стр. 174-177]. Соединения с контактными прокладками обеспечивают наименьшие потери и максимальную электрогерметичность. В частности, по данным измерений в 3-см диапазоне (волновод 10Х Х23 мм) электрогерметичность одного из стандартных контактных фланцевых соединений составляла ~70 дб без прокладки и 90-100 дб с бронзовыми рассеченными прокладками.  Ряс. 6.5. Пример конструкции четыре-хканального СВЧУ допплеров- ской РЛС: / - вход сигнала: 2 -вход гетеродина: 3 - фазопостоянные переменные ;.тте-нюатсры (см. рис. 5.13,<1); 4 - направленный ответвитель Ьля контроля чувствительности приемника; 5 - коаксиальный разъем для бескабельного соединения выхода смесителя по ПЧ с предварительным УПЧ; 6 - коробка с элементами цепи измерения тока диодов 1с; 7 - разъем для подключения микро-ацюерметра к цепи измерения /п. Наиболее целесообразная компоновка элементов СВЧУ в единую конструкцию зависит от сложности схемы СВЧУ и конкретных условий его размещения в блоке. Опыт показывает, что во многих случаях волноводное СВЧУ занимает в аппаратуре наименьший объем, если его элементы располагаются приблизительно в одной плоскости (в некоторых случаях в двух), параллельной широкой стенке волновода, а все (или почти все) орга-298 ны регулировки и доступ к полупроводниковым диодам находятся по одну сторону этой плоскости. При этом для уменьшения габаритов СВЧУ отдельные волновод-ibie элементы (смесительные камеры, мосты, волноводы и т. д.) придвигают вплотную друг к другу узкими стенками, которые вследствие этого в ряде случаев становятся общими. Примеры конструкций СВЧУ, выполненных подобным образом, приведены на рис. 6.3-6.5. Конструкции большинства составляющих их СВЧ элементов и узлов были рассмотрены в предыдущих главах. Элементы схемы СВЧУ, не требующие доступа в рабочих условиях, располагают в наименее доступных местах СВЧУ, в частности на стороне, противоположной доступной (снизу на рис. 6.3-6.5). 6.3. Микроминиатюризация СВЧ устройств В настоящее время проводятся интенсивные исследования и разработки микрополосковых СВЧ элементов и устройств [14, 18]. В таких устройствах отдельные элементы схемы (мосты, диоды, смесители и т. д.) неразъемны, неотделимы друг от друга, вследствие чего эти устройства называют интегральными схемами (ИС). Микрополосковые ИС являются дальнейшим развитием полосковых систем СВЧ [13] и отличаются от последних новыми технологическими методами изготовления [14, 19, 20, 25] и новыми материалами подложек с высокой диэлектрической проницаемостью е~616 (наиболее часто используют подложки с е-Ю) [17, 18]. Последнее обстоятельство означает, что длина волны в микрополос-ковой линии с волной типа ТЕМ будет значительно меньше длины волны в воздухе (-\<Я), т. е. электрические размеры СВЧ элементов существенно сокращаются. Указанные факторы и открыли принципиальную возможность микроминиатюризации СВЧУ, т. е. резкого сокращения их размеров и веса. Кроме того, при налаженном серийном производстве надежность СВЧ ИС должна стать выше, а стоимость - ниже обычных СВЧУ. Для создания СВЧ ИС используют обычно несимметричную микрополосковую линию в виде узкого тонкопленочного проводника (шириной порядка 0,5 мм), нанесенного па тонкую диэлектрическую подложку (обычно специальную керамику с еЮ), вся противоположная поверхность которой покрыта тонким проводящим сло-  Вход г,1г5Ггц < (для накачни) Параметра». С усилитель t Умножитель* 4  Рис. 6.6. Пример конфигурации мнкрополосковой схемы (а) и общего вида платы с микросхемой (б) интегрального ППУ [24]. ем металла 114-16, 18]. Изготовленную из таких микрополосковых элементов СВЧ микросхему для экранировки и обеспечения механической прочности заключают в металлический корпус (рис. 6.6, 3.11). Размеры таких СВЧ ИС весьма малы (наибольшая сторона несколько сантиметров). СВЧ ИС чаще изготавливают в виде «малых» ИС (например ферритовый вентиль, смеситель и др.), из которых собирают более сложные схемы (например СВЧУ или приемное устройство) [14, 19-23]. Существуют так называемые монолитные и гибридные СВЧ ИС. Монолитные ИС изготавливают на подложке из высокоомного полупроводника, на который не только наносят микрополосковую схему из пассивных эле-300 ментов (отрезки линий, мосты, резисторы и пр.), но его же используют для изготовления активных элементов этой ИС (смесительных диодов, диодов Ганна и др.), т. е. активные элементы составляют единое целое с подложкой. В гибридных ИС активные элементы (корпусные или безкорпусные) изготавливают отдельно от остальной части микросхемы, которая в данном случае наносится на диэлектрическую подложку, а затем устанавливают их на эту подложку и соединяют с элементами схемы с помощью тонких проволочных или ленточных проводников 114, 19, 20]. В настоящее время практическое применение получили только гибридные схемы, монолитные ИС из-за ряда нерешенных проблем и трудностей не используют. Для изготовления гибридных СВЧ ИС требуются высококачественные подложки, обладающие высокой чистотой поверхности н удовлетворяющие ряду специальных требований, а также микроминиатюрные СВЧ диоды: ограничительные, усилительные, смесительные и генераторные (для гетеродина). Сохранение характеристик СВЧ ИС в допустимых пределах при различных -условиях окружающей среды нередко обеспечивают герметизацией корпуса схемы [19]. В связп с тем, что возможности экспериментальной отработки СВЧ ИС меньше, чем при разработке обычных СВЧУ, становится особенно важным проектировать микросхему п ее элементы методами машинного проектирования с помощью ЭВМ. Следует учитывать, что, поскольку потери в микрополосковых линиях больше соответствующих потерь в других типах линий передачи, собственная добротность микрополосковых резонансных систем получается относительно низкой, что не позволяет, в частности, создать достаточно узкополосные полосовые фильтры. Эту задачу можно решить, используя в СВЧ ИС ЖИГ-резонаторы [14]. Из-за влияния указанных потерь особенно в коротковолновых диапазонах может также несколько увеличиться коэффициент шума СВЧУ (по сравнению с аналогичным устройством в обычном исполнении). Однако это окупается рядом преимуществ СВЧ ИС, главными из которых являются микроминиатюрность и надежность. СВЧ ИС могут быть использованы только в трактах низкого уровня мощности. Поэтому те элементы СВЧУ приемника РЛС, которые работают в тракте высокого уровня (An, РЗП, предельный ответвитель тракта АПЧ) не могут быть созданы на микрополосковых линиях. Выходы этих элементов (где уровень мощности низкий) соединяют со входами микрополоскового СВЧУ с помощью волноводных или коаксиально-микрополосковых переходов [14, 20, 23]. Вопросы расчета характеристик микрополосковых линий рассматриваются в [14-18, 20, 25], а вопросы проектирования элементов и схем микрополосковых СВЧУ и результаты их экспериментального исследования - в [14, 17-25]. Разработке схем СВЧ приемников в целом посвящены работы [21-23]. Список литературы Введен.и е 1. Радиолокационные устройства. Под ред. В. В. Григорина-Рябава. Изд-во «Советское радио», 11970. 2. Р у д е п к о В. М. и др. Малошумящие входные цепи СВЧ приемных устройств. Изд-во «Связь», 1971. 3. Тагер А. С. Интегральная СВЧ электроника. «Электронная техника», сер. 1, 1970, № 4, стр. 37-51. 4. Крохи н В. В. Элементы радиоприемных устройств СВЧ. Изд-во «Советское радио», 1964. 5. С Могилев К- А. и др. Радиоприемники СВЧ. Военкздат, 1967. 6. С и в е р с А. П. Радиолокационные приемники. Изд-во «Советское радио», 1959. 7. Кр ей и гель И. С. Шумовые параметры радиоприемных устройств. Изд-во «Энергия», 1969. 8. Белоусов А. П. Расчет коэффициента шума радиоприемников. Оборонгиз, 1959. 9. Радиоприемные устройства. Под ред. Н. В. Боброва. Изд-во «Советское радио», 1971. 10. Бобров Н. В. и др. Расчет радиоприемников. Военнздат, 1971. П. Тетер кч Н. М. Генераторы шума и измерение шумовых характеристик. Изд-во «Энергия», 1968. И а u п R. D. Методы измерения коэффициента шума параметрического усилителя и смесителя. Trans. IRE, 1960, МТТ-8, № 4, р. 410. Бычков С. И. и др. Стабилизация частоты генераторов СВЧ. Изд-во «Советское радио», 1962. Справочник по системотехнике. Пер. с англ. под ред. А. В. Ши-лейко. Изд-во «Советское радио», 1970. Сретенский В. Н. Основы применения электронных приборов СВЧ. Изд-во «Советское Радио», 1963. 13. 14. 15. Глава 1 1. Антенные переключатели. Пер. с англ. под ред. Р. И. Перец. Изд-во «Советское Радио», 1950. 2. Сивере А. П. Радиолокационные приемники. Изд-во «Советское радио», 1959. » 3. В л а с о в В. И., Берман Я. И. Проектирование высокочастотных узлов радиолокационных станций. Судпромгиз, 1961. 4. Лебедев И. В. Техника и приборы сверхвысоких частот, т. II, Изд-во «Энергия», 1964. 5. Коган Н. Л., МашковцевБ. М., Цибизов К. Н. Сложные волноводные системы. Судпромгиз, 1963. 6. Харвей А. Ф. Техника сверхвысоких частот, т. II. Пер. с англ. под ред. В. И. Сушкевича. Изд-во «Советское радио», 1965. 7. К У к а р и н СВ. Современное состояние и тенденции развития приборов СВЧ. Изд-во «Советское радио», 1962. 8. Ми к а эля н А. Л. Теория к применение ферритов на сверхвысоких частотах. Госэнергоиздат, 1963. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [48] 49 50 51 |