Касаткин Л.В., Чайка В.Е. Полупроводниковые устройства диапазона миллиметровых волн

Касаткин Л.В., Чайка В.Е. Полупроводниковые устройства диапазона миллиметровых волн

От редакторов

Предлагаемая книга суммирует основные результаты, достигнутые в последние десятилетия XX века по развитию одного из наиболее перспективных направлений электроники сверхвысоких частот (СВЧ) – созданию источников мощности в миллиметровом диапазоне волн на основе полупроводниковых приборов. Это направление является исключительно перспективным для существенного улучшения высокочастотных и эксплуатационных характеристик современной радиоэлектронной аппаратуры различного функционального назначения.

В книге изложены методы расчета, проектирования и оптимизации схем и конструкций различных классов диодных и транзисторных источников мощности миллиметрового диапазона волн. Основной особенностью книги является рассмотрение полупроводникового устройства как единого целого, включающего полупроводниковые и электродинамические узлы, которые находятся в жесткой взаимной связи. Оптимальное построение устройства требует совместного рассмотрения и конструирования полупроводникового и высокочастотных узлов с целью достижения наиболее высоких энергетических, диапазонных, спектральных и эксплуатационных характеристик. В связи с этим в книге рассмотрены физические принципы действия диодов и транзисторов, основные их конструктивные, электрические и динамические характеристики с учетом требований к СВЧ параметрам, а также принципы построения и проектирования высокочастотных систем различных устройств с учетом характеристик полупроводниковых активных элементов. Известная учебная и монографическая литература последних лет, относящаяся к полупроводниковым источникам мощности в миллиметровом диапазоне волн, посвящена детальному рассмотрению вопросов построения полупроводниковых приборов без определения высокочастотных параметров, необходимых для проектирования СВЧ устройств, либо рассмотрению высокочастотных схем и конструкций без учета реализуемых СВЧ характеристик полупроводниковых приборов.

Важной особенностью предлагаемой книги является то, что в ней содержатся обоснованные новые технические предложения по значительному улучшению характеристик полупроводниковых устройств миллиметрового диапазона волн. К таким предложениям следует, прежде всего, отнести:

• построение многорезонансных высокочастотных цепей полупроводниковых автогенераторов с переключением дискретных стабильных частот выходного сигнала;
• создание сумматоров мощностей лавинно-пролетных диодов (ЛПД) при установке их на общем теплоотводящем основании, что позволяет увеличить уровень выходной мощности в импульсном режиме работы в миллиметровом диапазоне волн до сотен Ватт;
• пути расширения диапазонных характеристик генераторов на ЛПД в режиме внешней синхронизации;
• применение опорного низкочастотного сигнала прямоугольной формы в импульсных умножителях частоты высокой кратности, что позволяет значительно увеличить уровень мощности выходного сигнала.

Представляется, что новые предложения, содержащиеся в книге, явятся основанием для перспективных разработок эффективных полупроводниковых устройств миллиметрового диапазона волн.

Приведенные в книге материалы являются основанием для осознанного проектирования полупроводниковых устройств различных классов: частотно стабилизированных автогенераторов, синхронизированных генераторов и усилителей, сумматоров мощностей активных элементов, приборов с электронной перестройкой частоты и с переключением дискретных стабильных частот, умножителей частоты и т.п.