Аналогичные усилители выпускаются серийно и характеризуются весьма высокими показателями [39, 43] (см. § 2.2).
СУММИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ ТРАНЗИСТОРНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
5.1. Введение
Вопросы сложения мощности источников СВЧ энергии неизменно остаются в поле зрения специалистов, занимающихся проектированием РПДУ. Разработка мощных СВЧ транзисторов и достижения в области технологии позволяют в настоящее время путем сложения мощности отдельных ТУМ создать мощные высокоэффективные РПДУ, предназначенные для решения целого ряда актуальных задач [50, 129]. Номинальные мощности современных СВЧ транзисторов редко превышают 30... 50 Вт в диапазоне частот до 1 ... 2 ГГц и единицы ватт на более высоких частотах [41, 203]. Существенно увеличивать мощность одного транзистора нецелесообразно в первую очередь из-за неизбежных значительных перегревов транзисторной структуры по отношению к корпусу транзистора.
В тех случаях, когда достигнутые уровни мощности оказываются недостаточными, приходится складывать мощности отдельным УМ. Известны два варианта решения этой задачи. Первый предполагает сложение мощности в (пространстве с помощью так называемых активных фазированных антенных решеток (АФАР) [130], второй — суммирование мощностей отдельных УМ внутри РПДУ и единый выход на антенну. Для суммирования мощностей отдельных УМ используют специальные мостовые суммирующие устройства, обеспечивающие развязку между отдельными источниками. Такая развязка устраняет недостатки, присущие усилителям, в которых транзисторы соединяются параллельно или по двухтактной схеме. При отсутствии развязки транзисторы из-за разброса своих параметров работают в разных режимах, что уменьшает КПД и коэффициенты усиления Кр. Кроме того, на СВЧ при этом невозможно объективно оценить мощность как отдаваемую в нагрузку, так и рассеиваемую каждым транзистором в отдельности. Выход из строя одного транзистора влечет за собой изменение не только выходной мощности, но и режима работы всех остальных транзисторов, которые при этом также могут выйти из строя.
УМ, объединяемые с помощью мостовых устройств, могут предварительно настраиваться отдельно на стандартную 50-омную нагрузку. При этом после объединения режимы работы транзисторов в УМ практически не меняются, так как плечи мостовых делителей (сумматоров) согласованы и развязаны. При выходе из строя одного или нескольких УМ выходная мощность усилителя в целом снижается, но работоспособность сохраняется.