ОСВАИВАЕМ СВЧ ДИАПАЗОН! (часть 1)
В. ПРОКОФЬЕВ (RA3ACE) г. Москва
Передающие устройства, используемые в 6-сантиметровом диапазоне, можно разделить на два класса: умножительного типа и смесительного. Более подробно остановимся на передатчиках первого класса, так как они проще при повторении и имеют большую по сравнению с описанными передатчиками смесительного типа выходную мощность. Во всех встретившихся аппаратах коэффициент умножения равен 5.
По конструктивному исполнению передатчики умножительного типа можно разделить на три группы: полноводные, с коаксиальными резонаторами и на сосредоточенных элементах.
На рис. 1 и 2 приведены соответственно принципиальная схема входной части и конструкция волноводного передатчика, подробно описанного в [1].
Рис. 1
Рис. 2
Корпус передатчика изготовлен из медных листов толщиной 1 мм в виде отрезка волновода и имеет внутреннее сечение 35X16 мм.
Развязывающий конденсатор А состоит из медной пластины толщиной 1,5 мм размерами 20X8 мм и фторопластовой пластины толщиной 0,3 мм размерами 22X9 мм. Его емкость — не более 3 пФ. Конденсатор крепится к корпусу передатчика двумя пластмассовыми винтами МЗ. Штыри Б волноводного фильтра изготовлены из медной посеребренной проволоки диаметром 2 мм. Остальные размеры даны на рис. 2. К сожалению, в оригинале не указана общая длина волноводной секции. Но так как в аналогичных конструкциях волноводных конвертеров расстояние от торца волновода до штыря связи составляет 11 мм, то общую длину секции можно принять равной 89 мм.
Индуктивность L1 представляет собой провод диаметром 1 и длиной 20 мм. Катушка L2 — один виток диаметром 4 мм провода диаметром 1 мм.
При использовании варактора BXY38 и подводимой мощности 4 Вт КПД умножителя около 10 %.
Близкий по конструкции передатчик описан в [2]. Его параметры аналогичны приведенным в [1]. Автор статьи [2] рекомендует для повышения устойчивости умножителя включать на входе отрезок кабеля, имеющий затухание примерно 3 дБ.
Рис. 3
На рис. 3 приведена принципиальная схема, а на рис. 4 конструкция умножителя на основе коаксиальных резонаторов, описанного в [3]. В оригинале отсутствуют данные о высоте корпуса. Но судя по приведенным в нем фотографиям, она равна примерно 20 мм.
Рис. 4
Конденсаторы С4 и С6 образованы медными дисками диаметром 8 мм. Индуктивность связи L1 — медная полоска шириной 3 мм. Подстроечный конденсатор С2 перестраивается в пределах 0,6,..6 пФ. Входная цепь умножителя образована контурами L2C1 и L3C2. Холостой контур L4C3 рекомендуется настроить на третью гармонику входного сигнала.
Данный умножитель при входной мощности 5 Вт обеспечивает выходную мощность 1,4 Вт.
В [4] описан умножитель 70 см/6 см. Входная цепь в нем выполнена с применением коаксиальных резонаторов, выходная — образована фильтром на связанных полосковых линиях. При входной мощности 0,5 Вт выходная равна около 18 мВт.
На рис. 5 изображена схема умножителя, выполненного на сосредоточенных элементах [5]. Эскиз конструкции дан на рис. 6. Все линии изготовлены из медной посеребренной шины шириной 3,5 и толщиной 0,5 мм.
Рис. 5
Рис. 6
В статье рекомендуется следующий порядок налаживания устройства. Вначале конденсаторами С1 и С2 добиваются максимального тока через резистор R1. После этого, последовательно' подстраивая конденсаторы СЗ—С7, стремятся получить максимальную выходную мощность. Автор [5] обращает внимание на критичность умножителя к КСВ во входной цепи и к длине линий L3 и L5.
При входной мощности 30 Вт выходная мощность умножителя — около 6 Вт. Уровень 4-й гармоники — 16 дБ, остальных — не хуже —25 дБ.
Для тех, кто захочет познакомиться со схемами передатчиков смесительного типа, можно рекомендовать ознакомиться с [6], где описана передающая часть трансвертера 6 см/70 см. Ее СВЧ тракт состоит из диодного смесителя и 4-каскадного усилителя мощности, выполненных по полосковой технологии.
В усилителе применены арсенид-галлие-вые полевые транзисторы. Выходная мощность передатчика — 100...150 мВт.
Описание передатчика смесительного типа, выполненного на основе волновода, приведено в [7]. Умножитель на 5 в гетеродине и смеситель сделаны на варакторах, помещенных в общий волновод. Выходная мощность передатчика 30...40 мВт.
Приемные устройства. По конструктивному исполнению СВЧ головки приемников можно разделить на три группы: волноводные, коаксиального типа и с использованием полосковой технологии.
Описания конструкций с использованием волноводов имеются в [8—10]. Во всех трех устройствах применены волноводы WG14 (внутренний размер — 34,83X15,8 мм) или аналогичные ему WR137, R70, имеющие те же внутренние размеры. Во всех трех приемниках частота ПЧ — 144 МГц (об одном из них подробно рассказывается в материале К. Фехтела — прим. ред.).
Подробное описание конвертера 6 см/70 см с использованием коаксиальных резонаторов дано в [11]. Схема его СВЧ части и чертеж конструкции изображены соответственно на рис. 7 и 8.
Рис. 7
Рис. 8
Резонаторы L1, L3, L4 изготовлены из медных трубок диаметром 8 и толщиной стенки 0,5 мм, L2 — из медной полоски шириной 3, толщиной 1 мм. Резонатор L2 отделен от перегородок изолирующими шайбами из фторопласта. С1, С4, С7 — конденсаторы, одна из обкладок которых — медный диск диаметром 8 и толщиной 1 мм. Подстроечные конденсаторы С2, С5, С6 образованы винтами М6 с шагом резьбы 0,5 мм.
Конструкция приемной части трансивера с использованием полосковой технологии приведена в [6].
Для радиолюбителей-конструкторов аппаратуры 6-сантиметрового диапазона может представить также интерес еще ряд устройств. Так, например, в [12] описан усилитель высокой частоты на арсенид-галлиевом полевом транзисторе MGF1400, выполненный по полосковой технологии. О двухкаскадном усилителе 6-сантиметрового диапазона с использованием GaAs полевых транзисторов NE72089 рассказано в [13]. Описание еще одного усилителя ВЧ и балансного смесителя, изготовленного также по полосковой технологии, дано в [14]. В [15—17] публикуются соответственно схемы усилителя ВЧ на биполярном транзисторе, транзисторного удвоителя гетеродина и лампового усилителя мощности на 6-сантиметровый диапазон. В [18] помещены чертежы волноводно-коаксиального перехода на волноводе WG14.
Определенный интерес представляют и описания параболического отражателя, рупорного несимметричного облучателя и коаксиального резонатора на 6-сантиметровый диапазон, помещенные в [19].
ЛИТЕРАТУРА
1. Datum J. Varactor Quintupler for 6 cm.— DUBUS, 1982, № 1, S. 1—3.
2. Suckling C. A varactor multiplier for 5,7 GHz.— Radio Communication, 1983, September, p. 806—807.
3. Nele C. QRV on 9 cm and 6 cm (and 3 cm as well) With Narrowband Equipments. Part 1.— DUBUS, 1976, № 4. S. 179-186.
4. Nele C. Multipler from 70 cm to 13,9 and 6 cm,— DUBUS, 1983, Ju 3, S. 178—187.
5. Nele C. High Power Varactor Frequency — Multipliers.- DUBUS,'1980, J* 3, S. 136—140.
6. Transvcrter per t 5:6 GHz.— Radio Rivista, 1984.J* 8, p. 40—51: .
7. Senckel H.-J. 6-cm-Sender fur FM und SSB.— UKW-Berichte, 1982, J6 2, S. 86—89.
8. A 6 cm Waveguide Converter.— DUBUS, 1979, № 2. S. 74—75.
9. Heldtniann R. Empfangsmischer fur das* 6-cm-Band.— UKW-Berichte. 1979, J* 3, S. 142— 146.
10. Monlnck T. Empfangskonverter fur das 6-cm-Band. UKW-Berichte, 1981, № 3, S. 173—177.
11. Neie C. 5760 MHz/28MHz Converter (6 cm).— DUBUS, 1977, № 1, S. 20—23.
12. Fleckner H. 6 cm. Amplifier.— DUBUS. 1983, N1 3, S. 188—190.
13. Ntie C. Two Stages 5760 MHz GaAs FET Amplifier.- DUBUS, 1984, J* 1, S. 9-10.
14. Wessels H. 6-cm-Vorverstarker tnit dem MGFI400 und Gegentakmischer fur Senden und Empfang.— UKW-Bcrichie, 1983, J* 3, S. (48—155.
15. Nele C. Low noise Preamplifier using Microwavetransistors from NEC for 23/13/9/6 cm,— DUBUS, 1977, № I, S. 24—28.
16. Dahms 1. Frequency Doubler from 2,5 GHz to 5 GHz using GaAs FET.- DUBUS, 1984, № 2, S. 83—86.
17. Senckel H.-J. 6 cm Lim-aramplifier.~ DUBUS. 1983, № 1, S. 1—6.
18. Suckling C. An N-WG14 transition for 5,7 GHz.— Radio Communication. 1981, J* 8, p. 732.
19. bomupenxo А., Боидареико Н. Радиостанция на 5650-5670 МГц,-Радио, 1969, J* 8, с. 31—32.
РАДИО N 4, 1985 г.