СВЧ-ГЕНЕРАТОР Российский патент 1994 года по МПК H03B7/14 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к волноводам с полупроводниковым прибором в качестве активного элемента.

Наиболее близким по технической сущности является генератор, содержащий короткозамкнутый отрезок волновода, в котором на расстоянии λl/4 от плоскости короткого замыкания установлен резонатор, в который включены два диода, один из которых генераторный.

Недостатком генератора является узкий диапазон перестройки, обусловленный наличием дополнительного резонатора между диодом и диафрагмой, а также сложность конструкции.

Цель изобретения - расширение диапазона перестройки по частоте при одновременном упрощении конструкции.

На фиг. 1 представлен предлагаемый генератор; на фиг. 2 - резонансная диафрагма; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - эквивалентная схема щелевой линии.

Предлагаемый генератор содержит щелевую диафрагму 1 и короткозамыкатель 2. Один из выводов генераторного диода 3 заземлен, на другой вывод через конструктивную емкость 4 подается напряжение питания. Диафрагма имеет четвертьволновый отрезок щелевой линии 5, длина которого равна λ_щ/4, а также отрезок щелевой линии 6 длиной l. При l, имеющем значительную величину, отрезок линии 6 может иметь на конце излом и дополнительный отрезок линии, параллельный узкой стенке (фиг. 2). К предлагаемой конструкции не предъявляются какие-либо специальные требования, она может быть выполнена из тех же материалов и по той же технологии, что и аналоги.

Предлагаемый генератор работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на диод в резонансной щели 6 возникает генерация СВЧ-мощности. Щелевые линии 5 являются четвертьволновым изолятором и необходимы для исключения шунтирования диодов короткозамкнутых щелевых линий. Для обеспечения резонанса в щелевой линии 6, возникающего между двумя диодами, необходимо выполнить условие резонанса. Из эквивалентной схемы щелевой линии (фиг. 4) видно, что на резонансной частоте сопротивление четвертьволновых отрезков равно ∞. Поэтому при определении l этими отрезками можно пренебречь. Волновое сопротивление щелевой линии для обеспечения согласования диодов в ней должно быть равно активной составляющей импеданса диодов. Расчеты показывают, что расстояние между диодами должно быть определено из выражения
^l=, где w - круговая генерируемая частота;
С - емкость генераторного диода;
Z - волновое сопротивление щелевой линии;
l - длина щелевой линии;
с - скорость распространения волны в щелевой линии.

Изготовленный макет предлагаемого генератора с использованием диодов Ганна типа ЗА-715 обеспечивает возможность перестройки по частоте с помощью короткозамыкателя около 10% , при этом уровень генерируемой мощности изменяется от 150 до 200 мВт. К_стU генератора на генерируемой частоте без подачи питания - не более 2.

Применение предлагаемого генератора позволит получить генератор, обеспечивающий перестройку в широком диапазоне частот, с высоким КПД, и достаточно простой конструкцией. (56) Давыдова Н. С. и Данюшевский Ю. З. Диодные генераторы и усилители СВЧ. М. : Радио и связь, 1986, с. 130, рис. 4.36б.

Использование: изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в различной приемо - передающей аппаратуре. Сущность изобретения: в генераторе, содержащем отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкателем на конце, на четвертьволновом расстоянии от которого в резонатор включены два диода, один из которых - генераторный, резонатор выполнен в виде щелевой диафрагмы, другой диод выполнен генераторным, а расстояния между диодами и ближайшим к диоду короткозамкнутым концом щели выбраны в соответствии с приведенной в описании формулой. 4 ил.

СВЧ-ГЕНЕРАТОР, содержащий отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкателем на одном конце, на четвертьволновом расстоянии от которого в резонатор включены два диода, один из которых - генераторный, и диафрагму связи, отличающийся тем, что резонатор выполнен в виде щелевой диафрагмы, а другой диод - генераторным, при этом расстояние от плоскости включения каждого диода в щель до ближайшего ее короткозамкнутого конца выбрано равным четверти длины волны в щелевой линии, расстояние между диодами l удовлетворяет соотношению
^l=,
где ω - рабочая частота;
C - емкость диодов;
z - волновое сопротивление щелевой линии;
c - фазовая скорость распространения волны в щелевой линии.