А.В. Королёв1, Г.А. Гудков2, С.В. Чижиков3

1 МГТУ им. Н. Э. Баумана (Москва, Россия)
2, 3 ООО «НПИ ФИРМА «Гиперион» (Москва, Россия)
1 teleret@mail.ru, 3 chigikov95@mail.ru

Постановка проблемы. Получение высокого уровня выходной мощности твердотельных усилителей возможно только путем суммирования мощности большого числа отдельных транзисторов. Поскольку усиление транзисторов достаточно мало, в таких усилительных трактах применяются многокаскадные схемы. Окончательный выбор структуры и конструкции тракта определяется множеством факторов, среди которых определяющими являются надежность, КПД, технологичность изготовления, масса и габаритные размеры. В активных фазированных антенных решетках (АФАР) коэффициент усиления модулей ограничен снизу необходимостью управления амплитудно-фазовым распределением в апертуре решетки, поэтому при разработке усилительного тракта следует учитывать максимально допустимую мощность элементов тракта, которые используются для установки требуемых значений фазы и амплитуды.

Цель. Проанализировать структурные схемы транзисторного усилительного тракта с многокаскадными усилительными модулями и получить расчетные соотношения для оценки массы таких модулей.

Результаты. Рассмотрен комплекс вопросов, связанных с анализом структуры усилительного тракта и оценкой его массы. Для повышения наглядности и степени общности анализа усилительного тракта использованы понятия расчетного и конструктивного усилительных модулей. Выполнен расчет структурной схемы усилительного тракта и определена его относительная масса при двух соотношениях массы усилительной ячейки и массы двухканального делителя-сумматора мощности.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при разработке многокаскадных усилительных трактов со сложением мощностей.

Королёв А.В., Гудков Г.А. Чижиков С.В. Оценка массогабаритных характеристик транзисторных усилителей мощности со сложением мощностей // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2025. Т. 17. № 4. С. 38–45. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j22250980-202504-04

1. Калинин Л.Б. Оптимизация узлов телевизионного передатчика // Радиотехника. 2008. № 6. С. 126−129.
2. Korolev A.V., Osipov I.G., Neronskiy L.B., Turuk V.E., Andrianov V.I. et al. Synthetic Aperture Radar for Earth and Sea Surface Observation. Proceedings of EUSAR2004 5th European Conference on synthetic Aperture Radar. Ulm, Germany. May 2004. P. 59–62.
3. Singh S.K. et al. GaN Based S-Band 500W Solid State Power Amplifier (SSPA) Module for Troposcatter Communications. 2019 IEEE MTT-S International Microwave and RF Conference (IMARC). IEEE, 2019. P. 1–4.
4. Королёв А.В., Гудков А.Г., Леушин В.Ю. и др. Повышение надежности и качества ГИС и МИС СВЧ. Кн. 2 / Под ред. А.Г. Гудкова, В.В. Попова. М.: ООО «Автотест». 2013. 214 с.
5. Семейкин И., Кожевников В., Грищенко С. Мощные усилительные паллеты для модулей АФАР //Современная электроника. 2010. № 2. С. 18.
6. Королёв А.В., Кушнерев Н.А., Костючик Д.А., Родин М.В. Передающий модуль АФАР UHF-диапазона // Антенны. 2016. № 2. С. 26–31.
7. Кищинский А.А., Суханов Д.А. Широкополосный усилитель мощности S-диапазона с выходной мощностью 300 Вт в непрерывном режиме // 26-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо'2016). 2016. С. 175–179.
8. Гостюхин В.Л., Трусов В.Н., Гостюхин А.В. Активные фазированные антенные решетки. М.: Радиотехника. 2011. С. 303.
9. Ефимов А.С., Темнов А.М., Дудинов К.В., Мартынова Н.А., Трофимов А.А. Разработка гибридно-монолитной интегральной схемы усилителя диапазона 8…12 ГГц с выходной мощностью 2,5 Вт // Электронная техника. Серия 1: СВЧ-техника. 2020. № 3. С. 34–39.
10. Буянкин А.В. и др. Усилитель мощности приемо-передающего модуля активной фазированной решетки Ка-диапазона частот // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2019. Т. 6. № 4. С. 44. 50.
11. Kobayashi Y. et al. S-band GaN on Si based 1kW-class SSPA system for space wireless applications. IEICE transactions on electronics. 2013. V. 96. № 10. P. 1245–1253.
12. Викулов И. Развитие СВЧ-электроники на основе нитрида галлия // Электроника: Наука, технология, бизнес. 2018. № 6. С. 60–68.
13. Савченко Е.М. и др. СВЧ МИС усилителя мощности с диапазоном рабочих частот 2,6–3,4 ГГц и выходной мощностью до 5 Вт // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2014. Т. 14. № 4. С. 26–29.