Двухчастотный утроитель частоты Советский патент 1992 года по МПК H03B19/14 

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти применение в усилительно- умножительиых цепочках сверхвысокочастотных генераторов.

Известна конструкция утроителя частоты содержащего диэлектрическую подложку, на которой размещены четыре отрезка полосковых линий. Диоды включены на концах второго отрезка, а к его центру подключен холостой контур и цепь автосмещения.

Второй и третий отрезки выполнены полуволновыми на частотах входного и выходного колебаний соответственно и размещены на разных сторонах диэлектрической подложки, а их продольные оси лежат в одной плоскости, перпендикулярной плоскости подложки. Третий и четвертый отрезки выполнены копланарными, а холостой контур в виде разомкнутого полоскового отрезка длиной А /8 на частоте входного колебания.

XI

XJ сл

00

4 Ю

Известны также и другие конструкции умножителей частоты.

В вышеуказанных устройствах для обеспечения широкого диапазона рабочих частот и подавления паразитных гармоник рабочих частот используются отрезки коп- ланарной или полосковой однородной линии передачи. При этом не обеспечивается возможность одновременного умножения двух рабочих частот с подавлением всех паразитных гармоник рабочих частот.

Известен двухчастотный утроитель частоты последовательного типа, который содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположена металлизация, а на другой - входной и выходной проводники, между которыми включен ва- ракторный диод, короткозамкнутый и разомкнутый отрезки проводника с нерегулярным законом изменения волновых сопротивлений, подсоединенные параллельно к входному и выходному проводникам соответственно.

Недостатком данной конструкции является необеспечение возможности работы на двух частотах одновременно с подавлением всех паразитных гармоник рабочих частот.

Цель изобретения - обеспечение возможности работы на двух частотах одновре- менно и подавление всех паразитных гармоник рабочих частот.

Указанная цель достигается тем, что в двухчастотном утроителе частоты последовательного типа, содержащем диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположена металлизация, а на другой - входной и выходной проводники, между которыми включен варакторныйдиод, первый короткозамкнутый и второй разомкнутый отрезки проводника с нерегулярными законами изменения волновых сопротивлений, подсоединенные параллельно к входному и выходному проводникам соответственно, отличающемся тем, что с целью обеспечения возможности работы на двух частотах одновременно и подавления всех паразитных гармоник рабочих частот, первый отрезок выполнен длиною, равной длине волны первой рабочей частоты, дополнительно введен третий отрезок с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления, короткозамкнутый на конце, длиною, равной длине волны второй рабочей частоты, при этом отрезки подсоединены одними концами к точке соединения входного проводника и варакторного диода, второй отрезок выполнен короткозамкнутым длиною, равной половине длины волны первой рабочей частоты, дополнительно введен четвертый короткозамкнутый отрезок проводника с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления длиною, равной половине длины волны второй рабочей частоты,

лри этом отрезки-, подсоединены одними концами к точке соединения варакторного диода и выходного проводника и законы изменения волнового сопротивления отрезков определяются из выражения, приво0 димого в формуле изобретения.

Предлагаемый двухчастотный утроитель частоты отличается от прототипа тем, что в нем на входе и на выходе попарно параллельно включены нерегулярные ко5 роткозамкнутые на конце шлейфы. Длины шлейфов, включенных на входе умножителя, равны длинам волн соответственно первой и второй рабочий частот. Длины шлейфов, включенных на выходе, равны

0 половине длин волн первой и второй рабочих частот соответственно.

На чертеже показана конструкция предлагаемого двухчастотного утроителя частоты.

5 Двухчастотный утроитель частоты последовательного типа содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне, которой размещена металлизация (не показана), а на другой входной 2 и выходной 3

0 проводники, между которыми включен, варакторный диод 4, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 отрезки проводника. Отрезки 5,7 выполнены короткозамкнутыми с длинами, равными длинам волн первой и

5 второй рабочих частот соответственно, и подсоединены одними концами к точке соединения 9 входного проводника 2 с варак- торным диодом 4. Отрезки 6,8 выполнены короткозамкнутыми с длинами, равными

0 половине длин волн первой и второй рабочих частот соответственно, и подсоединены одними концами к точке соединения 10 варакторного диода 4 с выходным проводником 3. Все отрезки 5, 6, 7, 8 выполнены с

5 нерегулярным изменением волновых сопротивлений.

Законы изменения волнового сопротивления отрезков 5, 6, 7, 8 приводятся в формуле изобретения. Цепь смещения на

0 чертеже не показана.

Двухчастотный утроитель частоты работает следующим образом.

Колебания рабочих частот f 1, fa поступающие на входной проводник 2 проходят в

5 полосе пропускания фильтрующей цепи, образованной параллельным соединением в точке 9 отрезков 5, 7 на варакторный диод 4. В результате ток через диод 4 представляет собой совокупность токов гармоник рабочих частот fi и fa. Благодаря наличию

короткозамкнутых отрезков 5,7 осуществляется короткое замыкание в точке 9 входного проводника 2 по СВЧ - току на всех гармониках частот fi и f2. На частотах vfi и vi2, где V- 1,2,4,5,... с помощью отрезков 6, 8 осуществляется короткое замыкание в точке 10 выходного проводника 3 по СВЧ - току. Колебания с частотами 3fi и 3f2 проходят без ослабления на выходной проводник 3. Законы изменения волновых сопротивлений отрезков 5, 6, 7, 8 и их длина, обеспечивают неэквидистантный набор нулей и полюсов входного сопротивления каждого из шлейфов, при котором нули входных сопротивлений находятся на всех паразитных гармониках рабочих частот fi и h. Формула изобретения Двухчастотный утроитель частоты последовательного типа, содержащий диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположена металлизация, а на другой - входной и выходной проводники, между которыми расположены последовательно включенный варакторный диод, первый отрезок проводника с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления, короткозамкнутый на конце, и второй отрезок проводника с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности работы на двух частотах одновременно и подавления всех паразитных гармоник рабочих частот, первый отрезок выполнен длиною, равной длине волны первой рабочей частоты, дополнительно введен третий отрезок с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления короткозамкнутый на конце длиною, равной длине волны второй рабочей частоты, при этом отрезки подсоединены одними концами к точке соединения входного проводника и варакторного диода,

второй отрезок выполнен короткозамкну- тым длиною, равной половине длины волны первой рабочей частоты, дополнительно введен четвертый короткозамкнутый отрезок проводника с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления длиною, равной половине длины волны второй рабочей частоты, при этом отрезки подсоединены одними концами к точке соединения

варакторного диода и выходного проводника и законы изменения волнового сопротивления отрезков определяются из выражения

---« ,--. т

|w(Hw«a-

,Ji,fii mffJ3n

П „1

Л

л р „№пЬР Я «я

-$S

для первого отрезка: К 3, 1,57r /t3i: 2 1,78Т /т.31;дз 2..з1;А 1.22 /t3i;JV 2tf /t3i;.% aai/tst: t3i 1/fi; для второго отрезка: К 3; 1,855 2,5 /t32;//3 3,5 /t32,- й, 2tf Аз2:я,- 2тгЛз2; 3,278 /t32;t32 1 /hi для третьего отрезка: К ,5яг/1зз;Аг 2,785 /1зз;я 3,5 /г3з;р 1,83 /т.3з;./зг 3 Лзз;Р3 3 Лэз; t33 1 /2 fn

для четвертого отрезка: К 3;д, 2, jc2 3,5 4,5 /134; 3 /t34:/3;f 3 Лз4; Р3 4,92 /t34: t34 1/2 f2I U1, t32, t33, t34 - времена задержки первого, второго, треть- его и четвертого отрезков с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления;

f 1, h - первая и вторая рабочие частоты; W(o) - волновое сопротивление в начале отрезка;

г- время прохождения волны в линии длиною х.

Использование: изобретение относится к области СВЧ и может быть использовано в качестве двухчастотного умножителя в усилительно-умножительных цепочках СВЧ-генераторов. Сущность изобретения состоит в том, что с целью обеспечения возможности работы на двух частотах одновре- менно и подавления всех паразитных гармоник в утроитель частоты последовательного типа, содержащий входной и выходной отрезки с варакторным диодом между ними и двумя отрезками проводника с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления, подсоединенными одними концами к точкам соединения варак- торного диода со входным и выходным проводниками соответственно, дополнительно введены два отрезка проводника с нерегулярным законом изменения волнового сопротивления, подсоединенных одними концами к точкам соединения варакторного диода со входным и выходными проводниками соответственно, при этом все отрезки выполнены короткозамкнутыми, первый отрезок, подсоединенный ко входному проводнику выполнен длиною, равной длине волны первой рабочей частоты, второй отрезок, подсоединенный ко входному отрезку, выполнен длиною, равной длине волны второй рабочей частоты,-а отрезки, подсоеди- ненные к выход ному ЪтрезкуТ выполнены длиною, равной половине длины волны первой и второй рабочей частоты соответственно. Законы изменения волнового сопротивления определяются из выражения, приведенного в формуле. 1 ил. сл с