Генератор СВЧ Советский патент 1992 года по МПК H03B7/14 

сл

С

Предложен генератор СВЧ, содержащий первый отрезок прямоугольного волновода, в который включен диод с отрицательной проводимостью, и второй отрезок прямоугольного волновода, в который включены первый подвижный короткозамы- кающий поршень и первый управляемый элемент, подключенный к первому источнику смещения. С целью расширения диапазона электрической перестройки частоты, введены третий отрезок прямоугольного волновода, в который включены второй подвижный короткозамыкающий поршень и второй управляемый элемент, подключенный к второму источнику смещения, и третий подвижный короткозамыкающий поршень, который установлен в первый отрезок прямоугольного волновода, при этом второй и третий отрезки прямоугольного волновода подключены к широким стенкам первого отрезка прямоугольного волновода на расстоянии кратном половине длины волны, друг от друга, а управляемые элементы выполнены в виде переменных сопротивлений, в качестве которых использованы идентичные mpin-структуры 1 ил

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться для генерирования колебаний сверхвысоких частот при разработке СВЧ-аппаратуры различного назначения.

Известен генератор сверхвысоких частот, содержащий отрезок прямоугольного волновода, в плоскости поперечного сечения которого установлен варикап, и диод с отрицательным сопротивлением. Один из электродов диода закреплен в держателе, а другой электрод размещен соосно с возбуждающим штырем .

Известен также генератор СВЧ, содержащий генераторный и варакторный диоды, размещенные в отрезке прямоугольного волновода, в конце которого размещен подвижный поршень, выполненный в виде ко- роткозамкнутого отрезка волновода,

который имеет меньшее, чем у отрезка прямоугольного волновода, волновое сопротивление, а варакторный диод размещен на открытом конце короткозамкнутого отрезка волновода.

Данные генераторы сверхвысоких частот имеют недостаточно широкий диапазон электрической перестройки частоты, в них невозможно качание частоты относительно заранее выбранного значения.

Наиболее близким к данному изобретению является генератор СВЧ, содержащий отрезок прямоугольного волновода, в конце которого находится подвижный коротко- замкнутый поршень, а в плоскости поперечного сечения отрезка прямоугольного волновода находится генераторный диод, и варикап.

VJ

00

VI о о сл

Недостатком известного генератора СВЧ является узкий диапазон электрической перестройки частоты.

Цель изобретения - расширение диапазона электрической перестройки частоты,

Указанная цель достигается тем, что в генератор СВЧ, содержащий первый отрезок прямоугольного волновода, один конец которого является выходом генератора, между широкими стенками которого включен диод с отрицательной дифференциальной проводимостью, и второй отрезок прямоугольного волновода, между широкими стенками которого включен первый управляемый элемент, который подключен к первому источнику смещения, а на одном конце его размещен первый подвижный ко- роткозамкнутый поршень, с целью расширения диапазона электрической перестройки, введены третий отрезок прямоугольного волновода, между широкими стенками которого включен второй управляемый элемент, подключенный к второму источнику смещения, на одном конце которого размещен второй подвижный коротко- замыкающий поршень, и третий подвижный короткозамыкающий поршень, который размещен на втором конце первого прямоугольного волновода, при этом второй и третий отрезки прямоугольного волновода подключены к широким стенкам первого отрезка прямоугольного волновода на расстоянии, кратном половине длины волны, один от другого, первый и второй управляемые элементы выполнены в виде переменных сопротивлений, в качестве которых использованы идентичные nipin-структуры.

На чертеже схематически изображен предлагаемый генерлтор СВЧ.

Генератор СВЧ содержит отрезок 1 основного прямоугольного волновода, между широкими стенками которого находится полупроводниковый диод 2 с ОДП. В конце отрезка 1 основного прямоугольного волновода находится подвижный короткозамкну- тый поршень 3. В Е-плоскости основного отрезка 1 прямоугольного волновода находится дополнительный отрезок 4 прямоугольного волновода, в котором размещена nipin-структура 5. Заканчивается дополнительный отрезок 4 прямоугольного волновода подвижным короткозамкнутым поршнем 6. На расстоянии, кратном половине длины волны, от дополнительного отрезка 4 прямоугольного волновода находится другой, размещенный в Е-плоскости отрезка 1 основного прямоугольного волновода, дополнительный отрезок 7 прямоугольного волновода, в котором размещена nipinструктура 8, а в конце находится подвижный короткозамкнутый поршень 9.

Генератор работает следующим образом.

При подаче рабочего напряжения на полупроводниковый диод 2 и на nipin-структуры 5 и 8 от источников тока, в отрезке прямоугольного волновода 1 возбуждаются колебания СВЧ. Нагрузочная цепь диода 2

0 с ОДП состоит из последовательно включенных активного п и реактивного Xi для первого контура и соответственно га и Ха для второго контура сопротивлений mpin-струк- тур, к которым параллельно подключено

5 входное реактивное сопротивление закороченных накоротко отрезков волновода 4 и 7 соответственно. Поэтому возбуждаемые полупроводниковым диодом 2 с ОДП колебания СВЧ определяются реактивными

0 параметрами отрезка линии между диодом 2 и короткозамкнутым поршнем 3, параметрами дополнительных отрезков 4 и 7 прямоугольного волновода с включенными в них nipin-структурами, а также реактивными па5 раметрами диода 2 Расположенная в отрезке 4 прямоугольного волновода nipin-структура 5 служит для выбора основной частоты генератора СВЧ. Смещение частоты в стооону увеличения или

0 уменьшения осуществляется при помощи тока через nipin-структуру 8, расположенную в дополнительном отрезке 7 прямоугольного волновода.

В качестве генераторных диодов могут

5 быть использованы диоды Ганна, лзвинно- пролетные диоды и т д , применяемые структуры должны быть в СВЧ-исполнении Применение предлагаемого изобретения позволяет расширить полосу пере0 стройки частоты генератора, обеспечить электрическое смещение частоты генератора СВЧ в любую сторону относительно заранее выбранного значения.

Формула изобретения Генератор СВЧ, содержащий первый

5 отрезок прямоугольного волновода, один конец которого является выходом генератора и между широкими стенками которого включен диод с отрицательной проводимостью, и второй отрезок прямоугольного вол0 новода, между широкими стенками которого включен первый управляемый элемент, который подключен к первому источнику смещения, а на одном конце его размещен первый подвижный короткоза5 мыкающий поршень, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона электрической перестройки частоты, введены третий отрезок прямоугольного волновода, между широкими стенками которого

включен второй управляемый элемент, подключенный к второму источнику смещения, и на одном конце которо.о размещен второй подвижный короткозамыкающий поршень, и третий подвижный короткозамыкающий поршень, который размещен на втором конце первого отрезка прямоугольного волновода, при этом второй и третий отрезки прямоугольного вол4

7

6

5

2Ё

новода подключены к широким стенкам первого отрезка прямоугольного волновода на расстоянии, кратном половине длины волны, один от другого, а первый и второй управляемые элементы выполнены в виде переменных сопротивлений, в качестве которых использованы идентичные nipin- структуры.

3

78

I