При создании этих генераторов использовались бескорпусные диоды Ганна «Пунган», а перестройка частоты осуществляется с помощью бескорпусных арсенид - галлиевых варакторов. И диоды Ганна, и варакторы разработаны в ГНПП «Исток». На основе оригинальной схемы, защищенной авторским свидетельством, созданы две базовые конструкции генераторов на диодах Ганна с диапазоном перестройки до 40%, перекрывающие диапазоны частот 8...12 ГГц и 12...18 ГГц. Базовые приборы выполнены в виде модулей с использованием в качестве развязки микрополосковых ферритовых вентилей, работающих на краевой волне. Автогенераторы обоих диапазонов выполнены на сосредоточенных емкостях и индуктивностях в виде гибридно - монолитных конструкций. Следует отметить, что при создании базовых конструкций был предложен и впервые реализован оригинальный метод герметизации и радиоэкранизации корпусов генераторов и многофункциональных СВЧ устройств, получивший название метода «перевернутой крышки», который нашел применение в большинстве приборов. С целью снижения крутизны перестройки на основе базовых конструкций был разработан также ряд относительно узкодиапазонных генераторов на диодах Ганна, максимальное значение крутизны у которых не превышало 250 МГц/В.
Разработка широкодиапазонных транзисторных СВЧ генераторов и генераторов на диодах Ганна обеспечила решение одной из важнейших задач электронной техники- создание впервые в нашей стране ряда перестраиваемых по частоте гетеродинных приборов, обеспечивших сплошное перекрытие диапазона частот от 1 до 18 ГГц, и сделала возможным создание современных средств радиоэлектронной борьбы.
В соответствии с действующими стандартами максимальный диапазон электрической перестройки у широкодиапазонных генераторов, работающих в частотных диапазонах ниже 8 ГГц, составляет октаву, а у работающих выше 8 ГГц 1.5:1. При этом для станций радиоразведки и радиопротиводействия, а также для радиоизмерительной аппаратуры принята следующая стандартная разбивка диапазона частот 1...18 ГГц на поддиапазоны: 1...2; 2...4; 4...8; 8...12; 12...18 ГГц. Однако для некоторых применений, в частности, при использовании ГУНов в качестве поисковых гетеродинов пассивных локаторов противорадиолокационных головок самоповедения (ПРГС) требуется перекрытие одним прибором нескольких поддиапазонов. Это обусловлено необходимостью создания противорадиолокационных средств, охватывающих максимально широкие частотные диапазоны, в которых могут работать радиолокационные станции вероятного противника. При этом создаваемая аппаратура должна иметь малые массу и габариты, высокую экономичность и отвечать всем требованиям, предъявляемым к элементам ракетно - космической техники.
Использование нескольких гетеродинных приборов, требующих соответствующего количества источников питания и сложной коммутационной аппаратуры приводит к существенному увеличению размеров, массы и энергопотребления приемного устройства, что делает невозможным его использование в ПРГС.
Сотрудниками лаборатории решена задача по созданию генератора, перекрывающего диапазон частот от 8 до 18 ГГц, т.е. охватывающего сразу два поддиапазона, предусмотренных стандартной разбивкой.
При создании по теме «Орган» сверхширокодиапазонного генератора была выбрана конструкция модуля, перекрывающего заданный диапазон с помощью литерных генераторов, работающих в поддиапазонах 8-11, 11-14 и 14-18 ГГц и последовательно подключаемых к общей нагрузке с помощью трехканального переключателя на p-i-n диодах типа 3х1. При создании такого модуля пришлось решить ряд сложных конструкторско - технологических задач. Важнейшая из них - это разработка сверхминиатюрных и высокоэкономичных литерных генераторов, т.к. именно они в первую очередь определяют массу, габариты и энергопотребление модуля. Ради решения этой задачи пришлось пойти даже на некоторое (5 – 7 дБ/Гц) ухудшение гетеродинных шумов, отказавшись от использования в качестве активных элементов биполярных транзисторов, уступающих полевым по величине КПД.
Литерные генераторы для модуля «Орган» созданы на кристаллах полевых транзисторов с барьером Шоттки (ПТШ) с шириной затвора 300 мкм. Длина затвора ПТШ для генератора, работающего в диапазоне 8-11 ГГц составляет 0.7 мкм, а для более высокочастотных - 0.5 мкм. Для перестройки частоты во всех трех генераторах применен варактор со сверхрезким переходом типа «Парабола» с минимальной емкостью 0.1 пФ и коэффициентом перекрытия емкости более 20.
Генераторы созданы на основе гибридно - монолитной технологии. Пассивная часть схемы выполнена на подложке из сапфира размером 4х5.5х0.5 мм, на которой методом термокомпрессии закреплены кристалл ПТШ, варакторный диод и диод КС168Т, защищающий схему от бросков питающего напряжения, статического электричества и случайных ошибок при подключении. Разводка элементов схемы выполнена с помощью отрезков золотой проволоки, выполняющих одновременно роль сосредоточенных индуктивностей. Генератор имеет микрополосковый вывод с волновым сопротивлением 50 Ом. В качестве развязки между каждым из генераторов и соответствующим входом переключателя используется миниатюрный буферный усилитель. СВЧ переключатель имеет три широкополосных входа и общий выход. Он изготовлен на поликоровой плате с размерами 15х24х0.5 мм с использованием в качестве переключающих элементов p-i-n диодов типа 2А533А-3. Управление переключателем осуществляется кодированными сигналами в ТТЛ - уровнях. Прямые потери открытого канала составляют 1 дБ, а развязка при закрытом канале - 25 дБ. На выходе генераторного модуля так же, как и после каждого литерного генератора, используется буферный усилитель, с помощью которого обеспечивается требуемый уровень выходной мощности и осуществляется развязка переключателя от внешней нагрузки.
Создание сверхминиатюрных литерных генераторов, а также использование микрополоскового p-i-n-переключателя и миниатюрных буферных усилителей позволило разместить все устройство в герметичном корпусе, близком по размерам к корпусам рассмотренных выше генераторов. При создании модуля много внимания было уделено работам по стыковке поддиапазонов, в ходе которых разработаны методики построения генераторов, исключающие резкие перепады мощности и крутизны перестройки частоты при переходе от одного литерного генератора к другому.
Аппаратура, создаваемая на основе модуля «Орган» допускает наличие в рабочем диапазоне частот паразитных составляющих на уровне, не превышающем - 15 дБ. Такое ослабление обеспечивается закрытием канала переключателя. Следовательно, с целью уменьшения времени установления частоты при переходе от одного генератора к другому выбранная схема позволяет поддерживать все три литерных генератора в рабочем состоянии.
Модуль работает в интервале рабочих температур от - 60 С до + 85 С и отвечает всем требованиям, предъявляемым к элементам ракетно - космической техники. Долговечность модуля - 5000 ч. По своим параметрам и эксплуатационным характеристикам он не уступает лучшим зарубежным приборам того же типа.