Температурная зависимость частоты генерации ГУН также является важной характеристикой.

Данная зависимость приведена ниже на рисунке 22. Из неё видно, что уход частоты при изменении температуры незначителен.

Усилитель SBB3089Z подобран исходя из предъявляемых требований. Характеристики усилителя представлены в таблице № 5.

Таблица № 5 - Характеристики усилителя SBB3089Z

Для получения оптимальной выходной мощности СВЧ генератора, равной 30 мВт, необходимо учесть мощность ГУН равной 5,5 дБм и 16 дБ вносимые усилителем, следовательно, на выходе мы получаем около 140 мВт, что значительно превышает, то что нам нужно. Снижение мощности достигается за счет внесение затуханий аттенюатором, не стоит забывать, что мощность рассеивается.

Предложено использовать аттенюатор крестообразной формы. Его расчет производится по аналогии с Т - образным аттенюатором (рисунок 23). Это связано с тем, что у крестообразного аттенюатора характеристики ослабления от частоты более равномерная чем у Т - образного.

Задаём волновое сопротивление тракта Z0 = 50 Ом, а также ослабление аттенюатора равное 2 дБ, которое находится по формуле 1, взятой из учебника по радиоэлектронике «Титце и Шенк»:

 (7)

, где Рвх и Рвых - входная и выходная мощности соответственно.

Далее по формулам (2) и (3) находим соответствующие сопротивления:

 (8)

 (9)

Воспользовавшись (7),(8) и (9), получаем R1 = R2 = 5,7 Ом.

Для получения значений R4 и R5, нужно воспользоваться формулой:

; (10)

Из (10) получаем R3 = R4 = 215 Ом.

Была разработана принципиальная схема СВЧ генератора, представленная ниже на рисунке 25.

Между каскадами для достижения равномерности характеристики размещены корректирующие цепи. Коррекция рассчитывается на согласованный тракт с волновым сопротивлением 50 Ом. Структура корректирующей цепи обусловлена наличием Т - аттенюатора, выравнивающего (ослабляющего) амплитудную характеристику на низких частотах. На высоких частотах влияние аттенюатора ограничивают конденсаторы и индуктивность, не внося рассогласование в тракт. Схема питания подобрана так, что с её применением соблюдаются необходимые режимы по постоянному току при заданном напряжении 10 В.

На ГУН и усилитель одновременно подаётся одно питание + 10 В. На вход генератора подаётся напряжение управления от + 1 В до + 20 В и в связи с изменением этого напряжения изменяется частота от 1 ГГц до 2 ГГц. На выходе генератора мощность составляет примерно 3,55 мВт. После этого СВЧ сигнал проходит через аттенюатор, который в свою очередь уменьшает сигнал до нужной нам величины. Затем сигнал проходит через усилитель, коэффициент усиления которого равен 16,4 дБ. Следовательно, сигнал, вышедший с генератора усиливается на 16,4 дБ и уже после усиления сигнал попадает на второй аттенюатор, после которого на выходе у нас, та мощность, которая нам требуется.

Печатная плата (ПП), разработанная в среде P - CAD (рисунок 26). На ней также видны все элементы принципиальной схемы описанные выше.

Важной особенностью при разработке ПП было выдержать отношение ширины 2.7 мм к толщине ПП в 1.5 мм. Оно должно составлять 1,8. Это обусловлено тем, чтобы было согласование с СВЧ трактом (КСВ не более 2)

Готовая печатная плата представлена ниже на рисунке 27. Её размеры равны 10 сантиметров длину и 5 сантиметров в ширину.

Все компоненты для СВЧ генератора были заказаны и распаяны на плате.

После выполнения платы и сборки комплектации было проведено макетирование опытных образцов генераторов. Результаты настройки платы представлены на рисунке 28.

Из рисунка видно, что зависимость частоты генерации от напряжения управления линейная, это говорит нам о том, что никаких уходов частоты при изменении напряжения нет.

Так как была изготовлена серия (5 штук) СВЧ генераторов, то соответственно были измерены зависимости выходной мощности генератора Pген от частоты его генерации ѓген(рисунок 29).

Р2 - Зависимости выходной мощности генератора P2ген от частоты его генерации ѓген(при R = 100 Ом)

Р1 - Зависимость выходной мощности генератора P1ген от частоты его генерации ѓген(при R = 130 Ом)

Р3 - Зависимость выходной мощности генератора P3ген от частоты его генерации ѓген(пайка воздухом)

Р1(3089) - Зависимость выходной мощности генератора P1ген от частоты его генерации ѓген(аттенюатор 1,5 дБ)

Р2(4089) - Зависимость выходной мощности генератора P2ген от частоты его генерации ѓген(аттенюатор 1,5 дБ, усилитель SBB4089).

Как видно из рисунка 13, что зависимости мощностей от частоты изменяются примерно на 35 %, что очень много, в то время как она должна быть более стабильной, возможно это связано с тем, что развязка генератора рассогласована с СВЧ трактом или на элементы схемы влияют шумы.

Очень важным фактором является и то, в каких условиях и как паялась сама плата. По самим характеристикам это очень видно. Одна схема паялась обычным паяльником, а другая специальной паяльной станцией, с помощью подачи горячего воздуха.

При увеличении сопротивления на входе усилителя наблюдается спад мощности, а при уменьшении сопротивления мощность увеличивается, и усилитель работает на всю свою мощность, что тоже в свою очередь плохо влияет на данную зависимость. Если в схеме есть аттенюатор, это тоже очень влияет на характеристику, у неё появляются линейные участки. Если в схеме использовать другой усилитель, с другим коэффициентом усиления, следовательно, зависимость тоже изменится.