УДК 621.382.32, 621.373
СУММИРОВАНИЕ МОЩНОСТЕЙ МИКРОПОЛОСКОВЫХ АНТЕНН-ГЕНЕРАТОРОВ В
РЕЗОНАТОРЕ, ВСТРОЕННОМ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПОДЛОЖКУ
В. Е. Любченко, В. И. Калинин, В. Д. Котов, Д. Е. Радченко, С. А.Телегин,
Е. О. Юневич
Институт
радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН,
Фрязинский
филиал, 141120, г. Фрязино Московской области, пл.
Введенского 1
Статья поступила в
редакцию 8 марта 2017 г.
Аннотация. Предложена и исследована конструкция
автогенератора СВЧ излучения на основе линейки микрополосковых антенн
логопериодического типа, интегрированных с полевыми транзисторами, и волновода,
встроенного в диэлектрическую подложку. Данный тип волноводов представляет
собой линию передачи, которая состоит из диэлектрической подложки, ограниченной
двумя параллельными металлическими пластинами и двумя рядами межслойных
цилиндрических переходов, и обладает рядом достоинств, среди которых: малые
потери, высокая добротность резонаторов на их основе, хорошие экранирующие
свойства, а также возможность интегрировать все компоненты на одной подложке.
Геометрия конструкции генератора представляла собой прямоугольный резонатор,
выполненный на основе волновода, встроенного в подложку, интегрированного с
четырьмя антеннами-генераторами. В качестве активного элемента использовался
полевой транзистор NE350184C с коэффициентом усиления 13,5 дБ на частоте 20
ГГц. Вывод энергии из резонатора осуществлялся через волновод, встроенный в
подложку, размеры которого выбирались в соответствии с расчетной частотой
генерации антенны-генератора. Для измерения параметров генерируемого сигнала
конец волновода был сделан в форме клина и вводился в полый металлический
волновод. Основная частота генерации всех антенн-генераторов составила ~12 ГГц.
В результате эксперимента получено, что имеет место взаимная синхронизация всех
четырех генераторов, несмотря на относительно большую разницу их собственных
частот; суммарная мощность при этом более чем вдвое превысила сумму мощностей
отдельных антенн в данном резонаторе и составила порядка 1,5 мВт.
Ключевые слова: СВЧ, автогенератор, интегрированный
в подложку волновод, логопериодическая антенна, полевой транзистор.
Abstract. Microwave oscillator,
based on the one-dimentional microstrip log-periodic antenna array, integrated
with field-effect transistors and substrate integrated waveguide (SIW), is
proposed and studied. The waveguide consists of the dielectric substrate bounded
with two parallel metal plates and two rows of interlayer metalized cylindrical
holes. Substrate integrated waveguide technology has some advantages, such as
low loss, high Q-factor of cavities, good shielding properties, and the ability
to integrate all components on the same substrate. The oscillator is based on the
rectangular substrate integrated cavity. The cavity was excited by four active
antenna-oscillators. Field effect transistor NE350184C with Ga =
13.5 dB at 20 GHz was used as an active device. The substrate
integrated waveguide with sizes corresponding to the estimated frequency was
used to transmit the energy from the cavity. The end of the waveguide had
a wedge form and was inserted into the hollow metal waveguide. The
fundamental frequency of generation was ~ 12 GHz. Mutual synchronization of
all four antenna-oscillators was obtained despite the difference of the
fundamental frequencies. Measured total output power was 1.5 mW, that exceeded
the summarized power of the single antenna-oscillators.
Key words: microwaves, oscillator,
substrate integrated waveguide, log-periodic antenna, field-effect transistor.
Ссылка на статью:
В.Е.Любченко, В.И.Калинин, В.Д.Котов, Д.Е.Радченко, С.А.елегин,
Е.О.Юневич. Суммирование мощностей микрополосковых антенн-генераторов в резонаторе,
встроенном в диэлектрическую подложку. Журнал радиоэлектроники [электронный
журнал]. 2017. №4. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/apr17/4/text.pdf