bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2020-18-6-66-74bsuir-2787Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSАдаптивный широкополосный малошумящий усилитель радиочастотыАdaptive broadband low-noise RF amplifierМалевичИ. Ю.MalevichI. Yu.

д.т.н., профессор, главный научный сотрудник службы фундаментальных и прикладных исследований

г. Минск

Doctor of Science, Рrofessor, Principal Research Scientist of the Fundamental and Applied Research Division

Minsk

ЗаяцП. В.ZayatsP. V.

Заяц Павел Владимирович, начальник отдела

220026, Республика Беларусь, г. Минск, Партизанский пр-т, 64 а

тел. +375 (17) 295-30-91

Zayats Pavel Vladimirovich, Head of Department

220026, Republic of Belarus, Minsk, Partizanski аve., 64 a

tel. +375 (17) 295-30-91

p.zayats@kbradar.byОАО «КБ Радар» – управляющая компания холдинга «Системы радиолокации»JSC “KB Radar” – Managing Company of “Radar Systems”2020011020201866674Copyright © Малевич И.Ю., Заяц П.В., 20202020Малевич И.Ю., Заяц П.В.Malevich I.Y., Zayats P.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/2787

Адаптивные широкополосные малошумящие усилители радиочастоты (АШМУР) находят широкое применение при построении систем защиты радиоприемных трактов от нелинейного поражения в условиях нестационарной электромагнитной обстановки (ЭМО). Одним из перспективных направлений работ по созданию АШМУР является разработка устройств в классе схем с переключаемыми цепями. Создание таких устройств имеет определенные особенности, поскольку, наряду с необходимостью обеспечения малого коэффициента шума и цифрового управления регулировочной характеристикой, требуется обеспечить высокую линейность и большой динамический диапазон (ДД) устройства. В настоящей работе представлены результаты логико-эвристического синтеза АШМУР с адаптивно регулируемым коэффициентом передачи, который изменяется за счет переключения цепей трансформаторной обратной связи. С целью проверки функциональных и технических характеристик синтезированного АШМУР и оптимизации его параметров разработана и исследована модель в программной среде ADS. Предложенное техническое решение АШМУР обеспечивает дискретное (23, 14, 10 и 5 дБ) широкополосное изменение коэффициента передачи, при этом ДД по интермодуляции третьего порядка в пересчете к полосе 1 МГц составляет соответственно 83, 92, 98 и 104 дБ. Ступенчатое изменение коэффициента передачи в цепи трансформаторной отрицательной обратной связи разработанного АШМУР позволяет избежать накопления дополнительных шумов в структуре и обеспечивает низкий коэффициент шума, который не превышает 1 дБ. Технические характеристики АШМУР позволяют адаптивно наращивать перегрузочную способность радиоприемного тракта с пропорциональным расширением его ДД в условиях нестационарной ЭМО и таким образом обеспечить повышение эффективности системы уровневой защиты от нелинейного поражения приемных трактов средств радиосвязи, радиолокации и радионавигации.

Adaptive broadband low-noise radio frequency amplifiers (ABLNRFA) are widely used in the construction of systems for protecting radio receiving paths from nonlinear damage in a non-stationary electromagnetic environment (EME). One of the promising focus areas on the creation of ABLNRFA is the development of devices in the class of circuits with switched networks. The creation of such devices has certain features, since, along with the need to ensure a low noise figure and digital control of the regulation characteristic, it is required to provide high linearity and a large dynamic range (DR) of the device. This paper presents the results of the logical-heuristic synthesis of ABLNRFA with an adaptively adjustable transducer gain, which changes due to switching of transformer feedback circuits. In order to check the functional and technical characteristics of the synthesized ABLNRFA and optimize its parameters, a model was developed and studied in the ADS environment. The proposed ABLNRFA technical solution provides a discrete (23, 14, 10 and 5 dB) wideband change in the transmission coefficient, while the DR for third-order intermodulation in terms of a 1 MHz band is 83, 92, 98 and 104 dB, respectively. A step change in the transducer gain in the circuit of the lossless feedback circuit developed by ABLNRFA avoids the accumulation of additional noise in the structure and provides a low-noise figure that does not exceed 1 dB. The technical characteristics of ABLNRFA allow one to adaptively increase the overload capacity of the radio receiving path with a proportional expansion of its DR in the conditions of non-stationary EME, and thus increase the efficiency of the level protection system against nonlinear damage to the receiving paths of radio communication, radar and radio navigation.

адаптивный широкополосный малошумящий усилитель радиочастотыобратная связь без потерьadaptive broadband low-noise RF amplifierlossless feedbackReferencesМалевич И.Ю. Методы синтеза широкополосных усилительных трактов с контролируемыми параметрами динамического диапазона. Минск: Тонпик; 2004.Malevich I. Y. [Methods for the synthesis of broadband amplifying paths with controlled parameters of the dynamic range]. Minsk: Tonpik; 2004. (In Russ.)Perez J.P.A. Automatic Gain Control. Techniques and Architectures for RF Receivers. New York: Springer; 2011.Perez J. P. A. Automatic Gain Control. Techniques and Architectures for RF Receivers. New York: Springer; 2011.Zumbahlen H. Linear Circuit Design Handbook. Elsevier-Newnes; 2008.Zumbahlen H. Linear Circuit Design Handbook. Elsevier-Newnes; 2008.Малевич И.Ю. Система уровневой защиты с переключаемыми усилительными секциями. Известия Белорусской инженерной академии. 1997;1(3):125-129.Malevich I.Y. [Level protection system with switchable amplifying sections]. Izvestiya Belorusskoy inzhenernoy akademii. 1997;1(3):125-129. (In Russ.)Wu Chun-Pang, Tsao Hen-Wai. A 110-MHz 84-dB CMOS Programmable Gain Amplifier With Integrated RSSI Function. IEEE Journal. Solid-State Circuits. 2005;40(6):1249-1258.Wu Chun-Pang, Tsao Hen-Wai. A 110-MHz 84-dB CMOS Programmable Gain Amplifier With Integrated RSSI Function. IEEE Journal. Solid-State Circuits. 2005;40(6):1249-1258.Малевич И.Ю. Синтез высоколинейных радиочастотных усилительных трактов. Минск: Бестпринт; 2009.Malevich I.Y. [Synthesis of High-Linear RF Amplifier Paths]. Minsk: Bestprint; 2009. (In Russ.)Малевич И.Ю., Солонович Д.А. Широкополосный усилитель высокой частоты с коммутируемым коэффициентом передачи. Наука и военная безопасность. 2017;2(52):25-28.Malevich I.Y., Solonovich D.A. [High frequency broadband amplifier with switched gain]. Nauka i voyennaya bezopasnost. 2017;2(52):25-28. (In Russ.)Малевич И.Ю., Заяц П.В. Синтез широкополосного малошумящего усилителя с управляемым ступенчатым коэффициентом передачи. Вестник Военной академии Республики Беларусь. 2018;4(61):133-139.Malevich I. Y., Zayats P.V. [Synthesis of a wideband low noise amplifier with a controlled step gain]. Vestnik Voyennoy Akademii Respubliki Belarus. 2018;4(61):133-139. (In Russ.)Kajfez D. Scattering matrix of a directional coupler with ideal transformers. IEE Proc Microwaves & Antennas. 1999;146(8):295.Kajfez D. Scattering matrix of a directional coupler with ideal transformers. IEE Proc Microwaves & Antennas. 1999;146(8):295.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.