Глава 6

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПРИЕМНЫЕ СВЧ-МОДУЛИ

§ 6.1. Параметры

и характеристики СВЧ-модулей

Приемным модулем называется конструктивно и функционально законченный блок, выполняющий функции усиления, преобразования частоты, фильтрации, обработки сигналов.

Интегральный приемный СВЧ-мо-дуль — многофункциональное радиоэлектронное изделие диапазона СВЧ, имеющее законченное конструктивное и схемное выполнение, состоящее из нескольких интегральных функциональных узловСВЧ (усилителя,фильтра, смесителя и т.д.).

Опыт работы с отдельными одно-функциональными интегральными устройствами СВЧ показывает, что их применение не позволяет существенно снизить габариты и массу радиоприемного устройства в целом, а также повысить его надежность из-за наличия большого количества разъемных соединений. Значительное снижение объемно-массовых характеристик СВЧ-радиоаппаратуры и повышение ее надежности достигаются применением только многофункциональных СВЧ-модулей.

Многофункциональные СВЧ-мо-дули можно подразделить на приемные, приемопередающие и передающие. В данной главе рассмотрены особенности построения приемных модулей, а также приемной части приемопередающих модулей с учетом специфики ее совместной работы с передающей частью модуля.

Приемные модули обычно выполняют три основные функции: частотную селекцию, усиление и преобразование частоты сигнала. Поэтому интегральные приемные СВЧ-модули имеют в основном те же показатели качества, что и линейная часть приемника: рабочий диапазон частот, коэффициент усиления по мощности и его неравномерность, полосу пропускания,

коэффициент шума, динамический диапазон, избирательность по побочным каналам приема и др. В частности, динамический диапазон характеризуется отношением максимальной мощности входного сигнала, при которой нелинейные искажения по заданному критерию не превышают допустимых значений, к минимальной мощности, равной чувствительности СВЧ-моду-ля. Наиболее распространенной оценкой максимальной мощности для приемных СВЧ-модулей является верхняя граница линейности амплитудной характеристики, определяемая значением мощности сигнала на входе модуля, при которой его коэффициент усиления изменяется не более чем на 1 дБ относительно усиления в линейном режиме. Обычно эту мощность выражают в дБмВт, т. е. в децибелах относительно уровня 1 мВт. Для современных приемных СВЧ-модулей верхняя граница линейности амплитудной характеристики не менее — (0—40) дБмВт, т. е. не менее Ю^-3— Ю-⁷ Вт.

Кроме параметров, общих с линейной частью приемника, интегральные приемные СВЧ-модули характеризуются рядом специфических электрических параметров. Основными из них являются:

1. Коэффициенты стоячей волны по напряжению (КСВН) входа и выхода, нагрузки и источника сигнала. Они определяют качество согласования модуля в СВЧ-тракте и допустимые уровни рассогласования сопротивления реальной нагрузки и сопротивления источника сигнала, при которых параметры модуля не выходят за установленные пределы в задан-ных условиях эксплуатации. Обычно КСВН <. 1,54-2,5.

2. Неидентичность фазочастот-ных и амплитудно-частотных характеристик, коэффициент усиления (передачи) по каждому каналу, расстройка между каналами. Это пара-

Метры многоканальных СВЧ-модулей, а также СВЧ-модулей, предназначенных для работы в составе многоканальных радиосистем, например в активных фазированных антенных решетках (АФАР). В зависимости от назначения радиосистем требования к этим параметрам отличаются, однако неидентичность амплитудно-частотных характеристик, как правило, не должна превышать 1—3 дБ, а неидентичность фазочастотных характеристик 1—5°.

3. Время восстановления после воздействия импульсной мощности СВЧ. Данный параметр характеризует работу СВЧ-модуля в составе импульсной РЛС и обусловлен перегрузкой входных устройств приемного модуля. Например, если в состав модуля входит параметрический усилитель, то при воздействии импульсной мощности СВЧ порядка 1 мВт и выше он входит в глубокое насыщение и лишь постепенно выходит на рабочий режим по окончании импульса.

Кроме того, устройства защиты модуля — газовые разрядники, выключатели на р-*-л-диодах и др. — также имеют определенное время восстановления. В зависимости от параметров конкретной РЛС допустимое время восстановления может составлять единицы-сотни микросекунд и даже менее. В любом случае оно должно быть минимально возможным.

4. Время готовности. Этот параметр определяется главным образом быстродействием вспомогательных устройств, встроенных в модуль, например устройств термоподогрева (термоохлаждения) и термостабилизации, устройств управления и контроля. Время готовности также должно быть минимально возможным.

5. Радиогерметичность. Этот параметр характеризует качество экранирования СВЧ-модуля и в значительной степени определяет ЭМС модуля сдругими радиосредствами.

Помимо перечисленных электрических параметров СВЧ-модули характеризуются параметрами режима эксплуатации, в частности напряже-

нием источника питания и его допу стимой нестабильностью, допустимо* входной мощностью или мощностьк выгорания, диапазоном температур \ механических воздействий. Наконец СВЧ-модуль должен быть прост пс конструкции, иметь малые габариты массу и стоимость.