Глава 5. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

1. ТРЕБОВАНИЯ К МАЛОШУМЯЩИМ УСИЛИТЕЛЯМ СВЧ И ИХ ПАРАМЕТРЫ

Малошумящие усилители (МШУ) СВЧ обычно используют во входных цепях приемников для усиления входного сигнала, не искажая заложенную в этом сигнале информацию. К МШУ предъявляют следующие требования: сохранение работоспособности в требуемой полосе рабочих частот, низкий коэффициент шума, большой динамический диапазон, низкий КСВ входа и выхода, малая неравномерность АЧХ, высокая линейность ФЧХ, стабильность параметров при изменениях внешних условий (температуры, радиации и т. д.). Если МШУ используют в многоканальных системах (например, в фазированных антенных решетках), то добавляются специфические требования: высокая стабильность АЧХ и ФЧХ во времени, малая неидентичность АЧХ и ФЧХ и низкая стоимость.

Основные параметры СВЧ МШУ. Рабочий диапазон частот — это диапазон, в котором усилитель обеспечивает параметры не хуже величин, гарантированных изготовителем [53]. Рабочий диапазон задается граничными частотами: минимальной и максимальной . Полоса частот вычисляется относительно средней частоты диапазона:

Коэффициент шума — величина, показывающая, во сколько раз уменьшается отношение мощностей сигнал/шум на выходе по сравнению с входом из-за собственных шумов усилителя:

Коэффициент шума можно измерять в децибелах, а также шумовой температурой (особенно при малых величинах), в Кельвинах

Коэффициент шума усилителя, который состоит из большого числа идентичных каскадов с усилением и коэффициентом определяется выражением

где — мера шума, с помощью которой легче минимизировать коэффициент шума усилителя.

Предельная чувствительность — величина входной мощности, при которой обеспечивается превышение уровня мощности на выходе усилителя над уровнем собственных шумов в 2 раза. Предельная чувствительность измеряется в децибелах относительно ватта (дБ Вт):

Коэффициент усиления по мощности: номинальный коэффициент усиления

где — максимальная мощность, отдаваемая усилителем в согласованную выходную нагрузку максимальная мощность генератора, отдаваемая им в согласованную нагрузку при этом необязательно

реализуемый номинальный коэффициент усиления

где — мощность на выходе усилителя, отдаваемая в реальную нагрузку, причем

фактический коэффициент усиления

где мощность, поглощаемая во входной цепи, причем

максимальный коэффициент усиления

где -максимальная мощность, отдаваемая генератором в согласованную нагрузку причем если

Максимальная выходная мощность, которая поступает в нагрузку усилителя в момент уменьшения его усиления на 1 дБ по сравнению с измерением при меньших уровнях входных сигналов, дБ Вт,

Динамический диапазон, дБ,

Нелинейность ФЧХ — это наибольшее отклонение реальной ФЧХ от идеальной. Допустимый уровень входной мощности — уровень мощности, приводящий к необратимым ухудшениям характеристик усилителя.