Генератор Советский патент 1992 года по МПК H03B7/14 

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и может быть использовано в миниатюрных радиопередающих устройствах с частотной модуляцией и повышенными требованиями к стабильности и уровню шумов излучаемого сигнала,

В перестраиваемом по частоте генераторе СВЧ, содержащем генераторный диод в прямоугольном волноводе и Поршень 6 виде короткозамкнутого отрезка волновода с установленным в нем варакторным диодом из-за малой добротности резонансной системы велика неравномерность выходной мощности в диапазоне перестройки и недостаточна стабильность параметров.

Наиболее близким по технической сущности является перестраиваемый генератор СВЧ с малой неравномерностью мощности.

Генератор содержит первый отрезок прямоугольного волновода, запредельный для первой гармоники один конец которого короткозамкнут, с установленным в нем генераторным диодом и электромагнитно связанный с ним вто(эб й 6т|эез6к прямоугольного волновода, короткозамкнутый с двух концов, с устанойЛёйным в нем варакторным диодом. ;- :- (Л

сл со сл

VI

Недостатком известного устройства является узкий диапазон электрической перестройки, обусловленный принципиально слабой связью между резонатором первой гармоники и диодом в запредельном волноводе. ---- .

Цель изобретения - расширение диапазона перестройки частоты при сохранении

малой неравномерности выходной мощности

На чертеже изображен генератор

Генератор содержит первый отрезок прямоугольного волновода 1, запредельного для основной частоты, один конец которого имеет короткозамыкающую стенку 2 с установленным перёд ней генераторным диодом 3, а второй конец электромагнитно связан с выходНым трактом 4, второй отрезок прямоугольного волновода 5, запредельного для основной частоты и короткозэмкнутого с обоих концов, с установленными в нем двумя диэлектрическими вставками 6 и 7, микрополосковой линией (МПЛ) 8 и фильтром нижних частот(ФНЧ) 11 на диэлектрической подложке 9, варактор- ный диод 10

Генератор работает следующим образом

При подаче напряжения или тока питания на диод 3 в нем возбуждаются СВЧ автоколебания на основной частоте, близкой к собственной частоте электрически перестраиваемого составного волноводно диэлектрического резонатора. Этот резонатор образован регулярными участками волновода 5, содержащими вставки из СВЧ диэлектрика с ei Ai/2a, где Ач- длина волны основной частоты, а - ширина волновода 5, с длиной каждой вставки, равной Ai/8 , где

-

AI - Ai V 1 - ( Ai/2a )7 . запредельными короткозамкнутыми участками волновода 5, один из которых содержит подножку 9 из СВЧ диэлектрика с f2 Ai /2а и варактор 10, а также регулярным по отношению к структуре электромагнитного поля в перечисленных элементах участком волновода 1 между его узкими стенками. Электрическая перестройка частоты происходит за счет эффективного изменения реактивной проводимости короткозамкнутого участка волновода 5 в плоскости включения ва- рактора 10, соединенного с МПЛ 8, длиной Ai/4 й , при подаче ФНЧ 11 управляющего напряжения. Выходной сигнал на частоте второй гармоники основной частоты передается в тракт 4 через устройство электромагнитной связи, например, в виде диафрагмы с регулируемым отверстием.

Положительный эффект, заключающийся в расширении диапазона перестройки частоты при малой неравномерности выходной мощности обусловлен полным включением резонатора второй гармоники с малой

и

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

внешней и нагруженной добротностью, образованного отрезком волновода 1 между короткозамыкающей стенкой 2 и устройством связи с выходным трактом 4, в составной волноводно-диэлектрический резонатор с большой нагруженной добротностью и их взаимным расположением за счет выбора расстояния между диодом 3 и осью волновода 5 равным Лэ/4/ ,

где Az Ai/2 (Ai/4ai )2 , где ai - ширина волновода 1, а также размещением варактора 10 между короткозамкну- тым концом волновода 5 и диэлектрической вставкой 6 При этом связь между резонатором основной частоты, резонатором второй гармоники и диодом 3 близка к максимально возможной, а влияние активных потерь в варакторе 10 на ее величину минимально

Дальнейшее расширение полосы электрической перестройки достигается путем введения в генератор дополнительно МПЛ 12 и ФНЧ 15 на второй диэлектрической подложк. 13 и второго варактора 14, размещенных на широкой стенке второго короткозамкнутого участка волновода 5 Формула изобретения 1 Генератор, содержащий первый отрезок прямоугольного волновода, запредельный для первой гармоники, один конец которого коротко замкнут, а второй конец электромагнитно связан с выходным трактом, генераторный диод, который установлен в первом отрезке прямоугольного волновода перпендикулярно его широким сгенкам, первый варакторный диод, который установлен во втором отрезке прямоугольного волновода, короткозамкнутого с обоих концов и электромагнитно связанного с первым отрезком прямоугольного волновода, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы электрической перестройки частоты, дополнительно введены первая и вторая диэлектрические вставки, длина которых и диэлектрическая постоянная Ј1 выбраны равными Ai/8 V77 и Ј1 Ai/ 2q , где Ai - длина волны первой гармоники, а - ширина второго отрезка прямоугольного волновода, AI- длина волны первой гармоники во втором отрезке прямоугольного волновода, первый отрезок мик- рэполосковой линии, длина которого выбрана равной Ai/4V72 - где Ј2 Ai/2a -диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки микрополосковой линии, и фильтр нижних частот, при этом второй отрезок прямоугольного волновода выполнен запредельным для первой гармоники и его продольная ось пе- ресечает продольную ось первого отрезка

прямоугольного волновода на расстоянии Аг/4 от генераторного диода, где Лз-длина волны второй гармоники в первом отрезке прямоугольного волновода, первая и вторая диэлектрические вставки размещены во втором отрезке прямоугольного волновода, а их торцы, обращенные друг к другу, совпадают с плоскостями узких стенок первого отрезка прямоугольного волновода, и диэлектрическая подложка расположена на одной из широких стенок второго отрезка прямоугольного волновода между первой диэлектрической вставкой и

0

его короткозамкнутым концом, к которому одним выводом подключен размещенный на лицевой стороне диэлектрической подложки первый фильтр нижних частот, вывод которого подключен к первому варактору.

2.Генератор по п.1,отличающийся тем, что дополнительно введен второй отрезок микрополосковой линии с вторыми ва- рактором и фильтром нижних частот, который размещен на широкой стенке второго отрезка прямоугольного волновода между второй диэлектрической вставкой и короткозамкнутым концом

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ. Генератор для расширения полосы электрической перестройки частоты содержа генераторный диод и первый варактор, размещенные соответственно в первом и втором отрезках прямоугольного волновода, которые выполнены запредельными для колебаний первой гармоники, при этом второй отрезок короткозамкнут с обоих концов и его продольная ось пересекает продольную ось первого отрезка на расстоянии Аг/4 от генераторного диода, где Л - длина волны в волноводе; Во втором отрезке, ширина стенки которого равна а, установлены две диэлектрические вставки длиной Ai/8 VE-I , где ci Ai/2a - диэлектрическая проницаемость вётавок, и их торцы, обращенные друг к другу, совпадают с плоскостями узких стенокrfet BOroотрезка. На одной из щирокТихстёШк второго отрезка расположен отрезок микрополосковой линий длиной Ai/4 VЈ2 /4 , где Ј2 - диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки, на которой одним концом включен первый фильтр нижних частот, второй конец которого с6е1Ш№ЈГн с; первым варактором.Дополнительно может быть включен второй отрезок микрополосковой линии, аналогичныйопервому, .с вторыми фильтром нижних частот и варактором. 1 з.п. ф-лы, 1 йл. (Л с

У7/7/////У//////

У7/7777777777Л

%& V