Методика расчета усилителей СВЧ

Исходными данными для расчета являются диапазон принимаемых частот и параметры транзистора.

2.1. По S-параметрам транзистора рассчитываемого диапазона вычисляется определитель матрицы рассеяния

. (2.1)

2.2. Рассчитывается инвариантный коэффициент устойчивости

. (2.2)

Если k_у>1, то расчет продолжается начиная с пункта 6.

2.3. Если k_у<1, то рассчитывается стабилизирующий резистор R_СТ. Тран-зистор со стабилизирующий резистор R_СТ можно рассматривать как составной АЭ.

Задается желаемый коэффициент устойчивости k_уАЭ=1.03...1.1 и рас-считывается R_СТ:

для последовательного включения (рисунок 1.2)

; (2.3)

для параллельного включения (рисунок 1.3)

(2.4)

Здесь k_у<1 ─ инвариантный коэффициент устойчивости транзистора (2.2), находящегося в ОПУ; S_ij -параметры рассеяния транзистора.

2.4. Определяются S-параметры четырехполюсника, состоящего из транзистора и стабилизирующего резистора:

для последовательного включения

; (2.5)

для параллельного включения

, (2.6)

где .

2.5. Рассчитываются S-параметры составного АЭ, состоящего из каскадно включенных транзистора и стабилизирующего резистора:

; ;

; ; (2.7)

.

Здесь S_ijСТ–параметры, рассчитываемые по формуле (2.5) или (2.6). Заметим, что .

2.6. Вычисляется коэффициент усиления мощности. Для первого каскада в режиме минимального шума

(2.8)

где – коэффициент отражения на входе, при котором достигается минимальный коэффициент шума в режиме оптимального рассогласования ( обычно дается в справочнике вместе с S–параметрами транзистора);

(2.9)

– коэффициент отражения от АЭ по выходу.

2.7. Вычисляется выходное сопротивление согласующей цепи СЦ1, необходимое для режима оптимального рассогласования:

. (2.10)

2.8.Определяется выходное сопротивление АЭ в режиме оптимального рассогласования:

(2.11)

где – определяется выражением (2.9).

2.9. Для второго и последующих каскадов многокаскадного усилителя рассчитывается коэффициент усиления мощности в режиме экстремального усиления:

. (2.12)

2.10. Определяются вспомогательные величины (1.8):

;

; ; (2.13)

2.11. Находятся оптимальные коэффициенты отражения:

;

. (2.14)

Знак ″минус″ берется при В₁₍₂₎>0, а ″плюс″ при В₁₍₂₎<0.

2.12. Вычисляются входные и выходные сопротивления АЭ, необходимые для согласования транзистора с внешними цепями:

; . (2.15)

Для согласования транзистора усилителя с внешними цепями и представляют в виде последовательной или параллельной RC или RL-цепи.