Фазовый СВЧ-манипулятор Советский патент 1988 года по МПК H01P1/185 

4& 4 4;:

СО

Изобретение относится к радио технике и предназначено для управления фазой СВЧ-колебаний с дискретом 180. Цель изобретения - расширение ;полосы рабочих частот устройства. Фазовый СВЧ-манипулятор содержит Y-циркулятор 1 ..плечи 2, 3 и 4 циркуг лятора 1, генераторный диод 5, полупроводниковый диод 7, отрезок 8 линии передачи, а также цепь питания генераторного диода 11 и цепь управления полупроводниковым диодом 12. В качестве полупроводникового диода 7 выбран варикап. Для достижения цели в устройство введены второй генераг торный диод 6, отрезок 9 динии передачи и балластное сопротивление 10, которое подсоединено к плечу 3 цир- кулятора I, Плечо 2 является входом а конец отрезка 9 - выходом устройства. При изменении напряжения на цепи управления полупроводниковым диодом 12 фаза выходного сигнала изменяется на 180 . Фазовая характеристика устройства имеет одинаковый наклон в окрестности обоих устойчивых фазовых состояний, поэтому величина дискрета фазы сигнала на выходе устройства в рабочей полосе частот обеспечивается практически постоянной. 2 ил. (Л

Фаз. i

114А4911

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для управления фазой СВЧ колебаний с дискретом 180 .

Целью изобретения является расши- , рение полосы рабочих частот фазового СВЧ-манипулятора,

На фиг,1 изображена структурная электрическая схема фазового манипулятора; на фиг.2 - фазовая харак- -JQ теристика, поясняющая принцип работы устройства.

Фазовый СВЧ-манипулятор содержит Y-циркулятор 1, первое 2, второе 3, и.третье 4 плечи циркулятора 1, пер-15 вый 5 и второй 6 генераторные диоды, полупроводниковый диод 7, первый 8 и второй 9 отрезки линии передачи, балластное сопротивление 10, а также цепь питания генераторного диода 11 20 и цепь управления полупроводниковым диодом 12. В качестве полупроводникового диода 7 выбран варикап. Балластное сопротивление 10 подсоединено к второму плечу 3. Перрое плечо 25 2 является входом, а конец второго оурезка 9 4 выходом фазового манипулятора. - .

Фазовый СВЧ-манийулятор работает следующим образом.30

При подаче постоянного напряжения на цепи питания генераторного диода 11 в первом 5 и втором 6 генераторных диодах появляются отрицательные

диодом 5, полупроводниковьпи диодом 7 и первым отрезком 8,. возникают колебания с амплитудой U , частотой GJ и фазой cf , Поступающий на вход фа- . зового манипулятора гармонический сигнал с амплитудой U, и частотой СО синхронизирует колебания автогенератора. Частота синхронизированных колебаний- на выходе устройства равна 63, а амплитуда и фаза определяются из системы уравнений

ifr--r.B,)u,4,

с

+ g UcCosCf О;

8ог

ч. -UiUc

и

iti

sin

2tp О;

f2)

пде

U -/Uf + Uc - 2U UjCOsV;

P - характеристическое сопротивление контура синхронизированного автогенератора; G - проводимость потерь контура син} ронизированного генератора.

Фазовая характеристика синхронизированного генератора, полученная

g и g, равные

из (2). представлена на фиг.2, участ- активные проводимости, соответственно ач „ ,зэ ки устойчивых фазовых состоянии показаны сплошной линией, а неустойчивых - пунктиром.

При подаче на цепь управления полупроводниковым диодом 2 постоянноg

- go, (l-u /Uj;

8i В 8ot

8oi(1-ui/Um),

(

40

ог

модуль малосигнальной отрицательной активной проводимости п ервого генераторного диода 5; модуль малосигнальной отрицательной активной проводимости второго генеря торного диода 6; амплитуда первой га.рмони- ки напряжения на генераторном диоде 5; амплитуда первой гармоники напряжения на втором генераторном диоде 6; характеристическое напряжение диодов.

При этом в контуре автогенератора, образованного первым генераторным

45

и, и,

50

го напряжения Е, изменяется емкость полупроводникового диода 7, что приводит к изменению резонансной частоты контура tOj, синхронизированного генератора

)oj р УС СО 2 U,

фаза колебаний на выходе синхронизированного генератора равна 90. Если при этом выполняется условие

- О,зи, + (о,зи,г . и:- иГ

При расстройке

2 2

М Uj.+Uc .

-ir-)

и

55

w

ful- u

.TO другое устойчивое фазовое состояние отсутствует (точка 1 на кривой - фиг.2).

При подаче на цепь управления по лупроводниковым,диодом 12 постоянно- rci напряжения Е,, емкость полупроводдиодом 5, полупроводниковьпи диодом 7 и первым отрезком 8,. возникают колебания с амплитудой U , частотой GJ и фазой cf , Поступающий на вход фа- . зового манипулятора гармонический сигнал с амплитудой U, и частотой СО синхронизирует колебания автогенератора. Частота синхронизированных колебаний- на выходе устройства равна 63, а амплитуда и фаза определяются из системы уравнений

ifr--r.B,)u,4,

с

+ g UcCosCf О;

iti

sin

2tp О;

f2)

пде

U -/Uf + Uc - 2U UjCOsV;

P - характеристическое сопротивление контура синхронизированного автогенератора; G - проводимость потерь контура син} ронизированного генератора.

Фазовая характеристика синхронизированного генератора, полученная

При подаче на цепь управления полупроводниковым диодом 2 постоянно0

5

0

го напряжения Е, изменяется емкость полупроводникового диода 7, что приводит к изменению резонансной частоты контура tOj, синхронизированного генератора

)oj р УС СО 2 U,

фаза колебаний на выходе синхронизированного генератора равна 90. Если при этом выполняется условие

- О,зи, + (о,зи,г . и:- иГ

При расстройке

2 2

М Uj.+Uc .

-ir-)

55

ful- u

.TO другое устойчивое фазовое состояние отсутствует (точка 1 на кривой - фиг.2).

При подаче на цепь управления по лупроводниковым,диодом 12 постоянно- rci напряжения Е,, емкость полупровод31АаА9

никового диода 7 изменяется таким образом, что величина расстройки контура синхронизированного генератора становится равной

. Р

2

Uc U7

80 (1 . ) ul

где Woi резонансная частота контура синхронизированного генератора.

В этом случае фаза выходных колебаний равна -90(точка 2 на кривой - фиг.2).

Таким образом, при изменении напряжения на цепи управления полупроводниковым диодом Г2 фаза выходного сигнала изменяется на 180 . Как пока зано на фиг.2, фазовая характеристик устройства имеет одинаковый наклон в окрестнрсти обоих устойчивых фазовых состояний, поэтому величина дискрета фазы сигнала на выходе фазово го СВЧ-манипулятора в рабочей полосе частот обеспечивается практически постоянной.

Формула изобретения

Фазовый СВЧ-манипулятор, содержащий Y-циркулятор, первое плечо ко4 У, 360

gj-ufoz

urff2

Фие.2

0

g

5

о

торого является входом фазового СВЧ-манипулятора, первый генераторный диод, один вьтод которого заземлен, цепь питания первого генератрр- ного диода, полупроводниковьй диод, одним вьгеодом подсоединенный к одному концу первого отрезка линии передачи, второй конец которого корот- козамкнут, цепь управления полупроводниковым диодом, отличаю-,.. щ и и с я тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот, в него введены второй отрезок линии передачи, балластное сопротивление, которое подсоединено к BTOpo iy плечу Y-циркулятора, и ;второй генераторный диод, который включен последовательно между третьим плечом Y-циркулятора и другим вьшодом первого генераторного диода, при этом второй отрезок линии передачи подсоединен одним концом параллельно к первому отрезку линии передачи, а другой его конец является выходом фазового СВЧ-манипулятора, в качестве полупроводникового диода выбран варикап, причем точка соединения варикапа и первого отрезка линии передачи подключена к другому выврду первого генераторного диода, а другой вьшод варикапа заземлен.

С6 -Uroi 01

ШЪ