О нас                   Навигатор                      Поиск

Мощные ВЧ- компоненты

Широкий спектр мощных радиочастотных компонентов (транзисторов и модульных усилителей мощности) фирмы MOTOROLA позволяет реализовать на их основе радиопередающие устройства любых диапазонов частот (от сотен килогерц до единиц гигагерц) и уровней мощности (от десятков милливатт до десятков киловатт) различного назначения.

Рассмотрение возможных областей применения мощных радиочастотных компонентов фирмы MOTOROLA целесообразно проводить в соответствии с диапазоном частот, назначением, технологией изготовления компонентов и степенью интеграции.

Диапазон высоких частот - ВЧ (3 - 30 МГц) и нижняя часть диапазона ОВЧ (30 - 50 МГц)

В диапазоне высоких частот развита профессиональная радиосвязь на большие расстояния, любительская радиосвязь и радиовещание. Требуемые уровни мощности радиопередающих устройств определяются условиями распространения радиоволн, необходимой дальностью связи, эффективностью антенн, и составляют, обычно, от десятков ватт до десятков киловатт. Виды излучения - телеграфия и телефония с амплитудной или однополосной модуляцией в ряде случаев накладывают достаточно жесткие требования к линейности амплитудной и фазо-амплитудной характеристик радиопередатчиков.

Выпускаемый фирмой MOTOROLA ряд транзисторов диапазона ВЧ, как биполярных, так и полевых, предназначенных для работы с различными напряжениями питания и достигающих выходной мощности до 600 Вт на один прибор, позволяет успешно решать все требуемые задачи данного диапазона с учетом линейности и необходимой в большинстве случаев широкополосности.

В качестве примера в табл. 14 приводятся основные характеристики некоторых транзисторов диапазона ВЧ. Как видно из приведенной таблицы, уровень мощности, развиваемый одним таким прибором достигает максимум нескольких сотен ватт. Большие уровни выходной мощности реализуются посредством сложения мощностей нескольких двухтактных широкополосных ячеек с помощью широкополосных трансформаторов на длинных линия.

Учитывая большие перспективы развития сети маломощных (сотни ватт - единицы киловатт) средневолновых радиовещательных передатчиков, а также предстоящий переход на совместимое однополосное вещание с дальнейшим развитием к передаче стереофонического сигнала на двух боковых полосах, определенный интерес представляет использование мощных полевых транзисторов диапазона ВЧ в ключевом режиме работы ( класс D/E ), характеризующимся высоким КПД и позволяющим существенно улучшить массогабаритные характеристики радиопередатчиков. В этом случае для формирования АМ или ОБП сигнала передатчик может строиться по методу раздельного усиления с применением в модуляционном тракте высокоэффективного ШИМ усилителя или использовать цифровые методы формирования огибающей.

Отдельно следует выделить гражданский диапазон 27 МГц (Civil Band CB), широко использующийся во всем мире для частной радиосвязи и несколько лет назад разрешенный для использования в России. Имея ввиду недостаточную развитость инфраструктуры связи во многих удаленных регионах, он имеет особое значение в силу дешевизны оборудования и простоты его развертывания. Особенностями применения транзисторов в этом диапазоне являются частотная (реже амплитудная) модуляция (не требуется высокая линейность модуляционной характеристики), относительно низкое напряжение питания (12,5 В) и возможность надежно работать в условиях сильного рассогласования нагрузки, возникающего из-за непрофессиональной эксплуатации.

Табл. 14. Транзисторы диапазона ВЧ.

Наиме- нование прибора Тип Напря- жение питания, В Выходная мощность, Вт Коэф- фициент усиления по мощности на частоте 30 МГц, дБ Интермо- дуляционные искажения 3-го порядка, дБ
MRF421
Биполярный
12,5-13,6
100
10
-30
MRF426
Биполярный
28
25
22
-30
MRF422
Биполярный
28
150
10
-30
MRF429
Биполярный
50
150
13
-32
MRF448
Биполярный
50
250
12
-30
MRF138
Полевой
28
30
17
-30
MRF140
Полевой
28
150
15
-30
MRF148
Полевой
50
30
18
-35
MRF150
Полевой
50
150
17
-32
MRF157
Полевой
50
600
20
-25

Табл. 15. Транзисторы диапазонов СВ и LB.

Наиме- нование прибора Тип Напря- жение питания, В Выходная мощность, Вт Коэффициент усиления по мощности на частоте 30 Мгц, дБ Макси- мальная рассе- иваемая мощность, Вт
MRF455
Биполярный
12,5-13,6
60
13
175
MRF454
Биполярный
12,5-13,6
80
12
250
MRF492
Биполярный
12,5-13,6
70
11
(на частоте 50 МГц)
250

Табл. 16. Транзисторы диапазона ОВЧ.

Наиме- нование прибора Тип Напряжение питания, В Выходная мощность, Вт Коэффи- циент усиления по мощности на частоте 150 Мгц, дБ Макси- мальная рассе- иваемая мощность, Вт
MRF137
Полевой
28
30
16
100
MRF175LV
Полевой
28
100
16
270
MRF141
Полевой
28
150
11
300
MRF175GV
Полевой
28
200
16
400
vMRF141G
Полевой
28
300
15
500
MRF151
Полевой
50
150
13
300
MRF176GV
Полевой
50
200
20
400
MRF151G
Полевой
50
300
16
500

Также в данном разделе следует отметить нижнюю часть диапазона ОВЧ, а именно участок 33 - 50 МГц ( Low Band LB), в котором работают многие местные службы и который в настоящее время переживает этап замены существующего устаревшего парка оборудования. Основные требования к транзисторам этого диапазона те же, что и в гражданском диапазоне, за исключением более высокой рабочей частоты. В табл. 15 приводятся основные характеристики некоторых транзисторов, оптимизированных для данных применений по технико-экономическим критериям. В усилителях мощности базовых станций этого диапазона также можно использовать и полевые транзисторы MRF138, MRF140, MRF148, MRF150, MRF157, имеющих допустимые рабочие частоты 80 -175 Мгц (см. табл.14).

Верхняя часть диапазона ОВЧ (50 - 300 МГц).

В диапазоне ОВЧ в России работают службы радиовещания (66...74 МГц, 100...108 МГц), телевизионного вещания (12 метровых каналов), службы профессиональной радиосвязи и системы персонального радиовызова (СПРВ).

Радиовещание с частотной модуляцией в диапазонах 66..74 МГц и 100..108 МГц в настоящее время переживает этап бурного развития вследствие возможности получения лицензий на вещание коммерческими организациями и открытия большого числа местных частных радиовещательных станций.

Радиопередающие устройства этих станций работают с частотной модуляцией с мощностью от сотен ватт до единиц киловатт и, как правило, выполняются полностью на транзисторах по широкополосным схемам. Задачи построения данных устройств позволяют успешно решать производимые фирмой MOTOROLA

  • мощные транзисторы данного диапазона частот, параметры которых приведены в табл. 16;
  • транзисторы MRF138, MRF140, MRF148, MRF150, MRF157 c допустимыми рабочими частотами 80..175 Мгц (приведены в табл.14);
  • функционально законченные усилительные модули, представляющие собой каскад усиления с цепями питания и согласования.

Особо следует отметить сдвоенные полевые транзисторы для построении двухтактных схем, в которых минимизирована паразитная индуктивность общего истокового вывода, что позволяет увеличить усиление и облегчает задачу широкополосного согласования.

Выпускается также и ряд биполярных транзисторов с выходной мощностью до 75..100 Вт при напряжении питания 12,5..28 В с встроенными цепями согласования для широкополосного усиления (табл. 17).

Motorola производит широкую номенклатуру гибридных усилителей мощности диапазона телевизионного вещания и систем кабельного ТВ, а также базовых станций систем персонального радиовызова и транкинговых систем радиосвязи.

Для абонентских станций систем подвижной радиосвязи, включая транкинговые системы, целесообразно использовать интегральные широкополосные усилители мощности, имеющие входное и выходное сопротивление 50 Ом, малые габариты, и требующие для включения минимум внешних элементов. Параметры серии интегральных усилителей мощности фирмы MOTOROLA диапазона ОВЧ приведены в табл. 18.

Диапазон УВЧ (300 - 3000 МГц).

В диапазоне УВЧ широко представлены службы телевизионного вещания (дециметровые каналы ), бурно развивающиеся системы сотовой связи различных стандартов (NMT, D-AMPS, GSM, CDMA и т.д.), системы беспроводной связи (CT-2, DECT), беспроводные сети связи для высокоскоростной передачи данных, а также службы профессиональной радиосвязи и системы персонального радиовызова.

Табл. 17. Транзисторы диапазона ОВЧ с встроенными цепями согласования.

Наиме- нование прибора Тип Напряжение питания, В Выходная мощность, Вт Коэф- фициент усиления по мощности на частоте 175 Мгц, дБ Макси- мальная рассеи- ваемая мощность, Вт
MRF1946
Биполярный
12,5
30
10
100
MRF240
Биполярный
12,5
40
9
100
MRF247
Биполярный
12,5
75
7
250
MRF314
Биполярный
28
30
10
82
MRF316
Биполярный
28
80
10
220
MRF317
Биполярный
28
100
9
270

Таблица 18. Интегральные усилители мощности диапазона ОВЧ.

Наиме- нование прибора Диапазон рабочих частот, МГц Напряжение питания, В Выходная мощность, Вт Коэф- фициент усиления по мощности, дБ Входная мощность, Вт
MHW105
68 - 88
7,5
5
37
0,001
MHW607-1
136 - 150
7,5
7
38,4
0,001
MHW607-2
146 - 174
7,5
7
38,4
0,001
MHW607-3
174 - 195
7,5
7
38,4
0,001
MHW607-4
184 - 210
7,5
7
38,4
0,001

Табл. 19. Транзисторы диапазона УВЧ.

Наиме- нование прибора Тип Напря- жение питания, В Выходная мощность, Вт Коэф- фициент усиления по мощности, дБ Диапазон рабочих частот, МГц
MRF325
Биполярный
28
30
8,5
100 - 400
MRF327
Биполярный
28
80
7,3
100 - 400
MRF329
Биполярный
28
125
8
100 - 400
MRF393
Биполярный
28
100
7,5
400 - 500
MRF650
Биполярный
12,5
50
5
470 - 512
MRF842
Биполярный
12,5
20
6
870 - 960
MRF847
Биполярный
12,5
45
4,5
870 - 960
MRF897
Биполярный
24
30
10
870 - 960
MRF898
Биполярный
24
60
7
870 - 960
MRF899
Биполярный
26
150
8
870 - 960
MRF15030
Биполярный
26
30
9
1400 - 1640
MRF15090
Биполярный
26
90
7,5
1400 - 1640
MRF175LU
Полевой
28
100
10
3 - 400
MRF175GU
Полевой
28
150
12
3 - 400
MRF176GU
Полевой
50
150
14
3 - 400
MRF5007
Полевой
7,5
7
11,5
3 - 512
MRF255
Полевой
12,5
55
16
3 - 512
MRF183
Полевой
28
45
12
3 - 1000

Для усилителей мощности радиопередатчиков диапазона УВЧ, работающих с постоянной амплитудой сигнала MOTOROLA выпускает широкий ряд биполярных и полевых транзисторов. Основные параметры наиболее типичных из них приведены в табл. 19 [20].

Также выпускается ряд импульсных транзисторов диапазона 960 - 1215 МГц (L-Band) с выходными мощностями до 500 Вт и ряд линейных транзисторов для усилителей мощности телевизионных передатчиков и базовых станций сетей персональной радиосвязи с выходными мощностями до 100 Вт (860 МГц) и до 30 Вт (1880 МГц).

Для абонентских станций систем подвижной радиосвязи, включая транкинговые и сотовые системы некоторых стандартов, целесообразно, аналогично диапазону ОВЧ, использовать интегральные широкополосные усилители мощности. Параметры серии интегральных усилителей мощности фирмы MOTOROLA диапазона УВЧ, работающие в классе С, приведены в табл. 21.

Для абонентских терминалов цифровых сотовых систем связи, в том числе стандарта GSM, производятся линейные интегральные усилители мощности, работающие в классе АВ (табл. 22).

Производится также ряд линейных сверхширокополосных интегральных усилителей мощности для телевизионных передатчиков эфирного и кабельного вещания, обладающих высокой линейностью при больших уровнях выходной мощности (табл. 23).

Табл. 21. Интегральные усилители мощности
диапазона УВЧ (класс С).

Наиме- нование прибора Диапазон рабочих частот, МГц Напря- жение питания, В Выходная мощность, Вт Коэф- фициент усиления по мощности, дБ Входная мощность, Вт
MHW704-2
440 - 470
6,0
3
34,8
0,001
MHW720А2
440 - 470
12,5
20
21
0,15
MHW851-1
820 - 850
6
1,6
32
0,001
MHW804-1
800 - 870
7,5
4
36
0,001
MHW9002-2<