Генератор СВЧ Советский патент 1992 года по МПК H03B7/14 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в различных устройствах СВЧ-диапазона для генерации колебаний сверхвысоких частот.

Известен генератор СВЧ, содержащий генераторный и варакторный диоды, размещенные в отрезке поямоугольного волновода, в конце которой размещен подвижный поршень, выполненный в виде короткозамк- нутого отрезка волновода, который имеет меньшее, чем у отрезка прямоугольного волновода, волновое сопротивление, а варакторный диод размещен на открытом конце короткозамкнутого отрезка волновода.

Известен также генератор СВЧ, содержащий отрезок прямоуготьного волновода, в плоскости поперечного сечения которого установлен варикап, и диод с отрицательным сопротивлением. При этом один из электродов диода закрепльн в держателе, а другой электрод размещен соосно с возбуждающим штырем

Общим недостатком данных генераторов СВЧ является нелинейный и недостаточно широкий диапазон электрической перестройки частоты.

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 находятся генераторный диод и варикап .

Недостатком такого генератора СВЧ является узкий и нелинейный характер диапазона электрической перестройки частоты

Цель изобретения - расширение линейного участка диапазона электрической перестройки частоты.

Указанная цель достигается тем, что генератор СВЧ содержит отрезок прямоугольного волновода с подвижным короткозамыкателем на одном конце, в косл

С

VI

IGJ vi о о о

тором между его широкими стенками включены диод с отрицательной дифференциальной проводимостью и управляемый элемент, подключенный к источнику смещения, управляемый элемент выполнен в виде переменного сопротивления, в качестве которого использована nipin-структура.

Указанная цель достигается тем, что введен отрезок прямоугольного волновода, в который включена дополнительная nipin- структура, подключенная к источнику смещения и идентичная nipin-структура, и который одним концом подключен к широкой стенке отрезка прямоугольного волновода, а в другом его конце установлен дополнительный подвижный короткозамы- катель.

На фиг. 1 схематически изображен генератор СВЧ с общей нагрузкой; на фиг. 2 - то же, с разделенной нагрузкой.

Генератор СВЧ содержит отрезок 1 основного прямоугольного волновода, в плоскости поперечного сечения которого находится полупроводниковый диод с ОДП 2, за которым на одной продольной оси с диодом 2 размещена nipin-структура З. В конце отрезка 1 прямоугольного волновода находится подвижный короткозамкнутый поршень А. В плоскости основного отрезка 1 прямоугольного волновода находится дополнительный отрезок 5 прямоугольного волновода, в котором размещена вторая nipin-структура 6. Заканчивается дополнительный отрезок 5 прямоугольного волновода подвижным короткозамкнутым поршнем 7. Питание nipin-структуры З и б осуществляется от источника тока 8 через ограничивающие ток сопротивления 9 и 10.

При подаче питающего напряжения к диоду с ОДП 2 и управляющего тока (фиг. 1) к nipin-структурам З и 6 (фиг. 2) в отрезке 1 возбуждаются электромагнитные колебания СВЧ. Нагрузкой полупроводникового генераторного диода с ОДП 2 является контур, состоящий из переменного активного сопротивления nipin-структуры З и включенного параллельно, закороченного на конце подвижным короткозамкнутым поршнем 4, отрезка волновода 1, имеющего в зависимости от длины реактивное сопротивление различных знаков. Эквивалентное сопротивление контура СВЧ, образованного отрезком закороченной на конце длинной линии и включенной параллельно ей nipin- структурой, можно представить в виде

Zg(l) Rs + Хэ г„|р|п(1).

В результате изменения величины активного сопротивления структуры 3, осуществляемого за счет изменения

управляющего тока, происходит изменение параметров контура нагрузки диода с ОДП 2 и соответственно частоты генерации. Размещение nipin-структуры З рядом с коротко- замкнутым поршнем 4 позволяет

обеспечить максимальную величину комплексной нагрузки для диода с ОДП 2 и ее включение в колебательную систему генератора СВЧ. Включение последовательно с основной нагрузкой дополнительной нагрузки

в виде закороченного на конце отрезка волновода 5, имеющего вторую nipin-структуру 6, позволяет обеспечить увеличение общего импеданса нагрузки диода с ОДП 2, уменьшение добротности общего эквивалентного

контура нагрузки диода с ОДП 2 и соответственно увеличение линейного участка перестройки частоты генерации СВЧ.

В качестве генераторных диодов могут быть использованы диоды Ганна, лавиннопролетные диоды и т. д., применяемые nipin- структуры должны быть в СВЧ-исполнении. Применение предлагаемого генератора СВЧ позволяет расширить линейный участок диапазона электрической перестройки

частоты.

Формула изобретения 1. Генератор СВЧ, содержащий отрезок прямоугольного волновода с подвижным короткозамыкателем на одном конце, в котором между его широкими стенками включены диод с отрицательной дифференциальной проводимостью и управляемый элемент, подключенный к источнику смещения, отличающийся тем, что, с целью расширения линейного участка диапазона электрической перестройки частоты, управляемый элемент выполнен в виде переменного сопротивления, в качестве которого использована nipin-структура.

2. Генератор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- ся тем, что введен дополнительный отрезок прямоугольного волновода, в который включена дополнительная nipin-структура, подключенная к источнику смещения,

идентичная nipin-структуре, и который одним концом подключен к широкой стенке отрезка прямоугольного волновода, а в другом его конце установлен дополнительный подвижный короткозамыкатель.

Фиг.1

Предложен генератор СВЧ, содержащий основной отрезок прямоугольного волновода, в который включен диод с отрицательной дифференциальной проводимостью, управляемый элемент и подвижный короткозамыкатель. С целью расширения линейного участка диапазона электрической перестройки частоты введен дополнительный отрезок прямоугольного волновода, в котором также установлены управляемый элемент и подвижный короткозамыкатель который подключен к широкой стенке основного отрезка прямоугольного волновода, при этом управляемые элементы выполнены в виде переменного сопротивления, в качестве которого использованы nipm-структуры, подключенные к одному источнику смещения. 1 з.п ф-лы, 1 ил.

У:

тй

Фиг. 2

Г

/ 10

ZS

х

7