Способ перестройки частоты генератора со сложением мощностей в общей резонансной системе двух лавинно-пролетных диодов с близкими импедансами Советский патент 1993 года по МПК H03B7/14 

Изобретение относится к электронике СВЧ и может быть использовано для электрической перестройки в генераторах на лавинно-пролетных диодах (ГЛПД) различного назначения.. . :

Известен способ перестройки частоты генераторов на ЛПД с кспсльзовзнием ферромагнитного сферического резонатора, служащего настроечным элеме.-том, резонансная частота которого изменяется с помощью электромагнита. Применение тахого резонатора для управления частстой прибора привлекательно из-за широкого диапазона перестройки, линейности ее и большой величины собственной добротности элемента перестройки. Вместе с тем перестройка частоты с помощью ЖИГ инерционна, требует применения электромагнита с мощным источником питания и используется, как правило, в диодныхтене- раторах.

Известен также способ электрической перестройки многодиодного генератора напряжением с помощью варактора.

Суть его заключается в следующем: один из четырех активных диодов §айеняеҐ- ся варактором, реактивность которого изме- няется в зависимости от величины приложенного к нему напряжения. При подаче от источника питания номинальных напряжения (Токов) на активные диоды ц варактор путем изменения величины управляющего напряжения на последнем осущё ствляется перестройка частоты генератора в целом..

Ч| 00

сь

ON О)

ел

Основным.недостатком данного способа электрической перестройки является снижение уровня амплитуды выходного сигнала по крайней мере на три децибела за счёт шунтирующего Эффекта, вызванного включением варактора непосредственно в

.контур генератора.

Цзвестен также способ перестройкича; стоты ко лебаний/автогенёратрра напряже- нием. Для эт6й цели используют один из двух (или четырех)акти вных элементов-дио- дов, расположенных в поперечной плоскости полости прямоугольного врлноводн ого резистора, -в качестве управляющего эле-: мента, реактивность которого изменяется

при изменении в елич ины приложенно го напряжения. При этом максимальная полоса перестройки, частоты колебаний автогенёратора составляла 6 МГц/при изменений, напряжения питания диода Ганна от 7,5 до 11 В, Недостатки данного способа - нали-.

чие перепада мощности выходного сигнала

. и узкая полоса перестройки частоты колебаний. .... -. - ; ... ;/ .... .

Наиболее близок к предлагаемому способ, электрической перестройки частоты од нодйодного генератора на ЛПД путём измерения тока питания диода (Тагёр А.С., Ходневич А.Д. Генераторы на лавинно-про- летном диоде с электрической перестройкой частоты и многодйодные генераторы. Радиотехника и электроника, т.XIV, вып.3, 1969, с.510-515). ;: : . . ..:. Способ осуществляется следующим об-/

.. разом. При изменении тока питания ЛПД

изменяется емкбсть р-п-перехода, а также

угол пролета носителей в запорном слрё-частота генерации отслеживает за изменени1

ем. тока. Так как амплитуда ГЛПД

определяется при заданных параметрах р-.

п-перехода полн ым затуханием контура генератора или при заданных потерях диода- .параметром нагрузки g RM/Rs (-Rs - сопротивление потерь ЛПД, RH - сопротивление

полезной нагрузки), то от этих параметров будет зависеть электрическая перестройка частоты. При оптималь.ных значениях параметра нагрузки, лежащих обычно в преде- лах 0,1-1,1 перестройка генераторов диапазона 3 см при отношении рабочего тока к характеристическому порядка 0,3 и меньше составляет несколько единиц мегагерц при крутизне перестройки 1--1.5 МГц/мА.

Недостатком данного способа электрической перестройки частоты является перепад амплитуды выходного сигнала более чем на три децибела в столь узкой полосе перестройки.

Целью изобретения является расшире- ние полосы перестройки при уменьшении неравномерности величины выходной мощности..

Поставленная цель достигается тем, что с.по соб перестройки частоты генератора со сложением мощностей в общей резонансной системе двух ЛПД с.близкими импедан- сами заключается в изменении тока смещения в синхронизированных по СВЧ диодах. Подбор связи каждого диода с резонансной системой изменением величин коэффициентов связи с резонансной системой обеспечивает противоположные знаки зависимости генерируемой частоты от тока смещения обоих диодов. . В научно-технической и патентной литературе неизвестен способ перестройки час- тоты путем. изменения .величин коэффициентов связи. Таким образом, заяв- ляёмый способ .соответствует критерию су- щественное отличие. - . - Способ осуществляют следующим об: разом. Включают источники тока первого и второго диодов, изменяют токи и нагрузки каждого из диодов, устанавливают противо- положные зависимости от частоты генера- ций от направления изменения токов, т.е. при увеличении, например, тока первого ди- ода (при фиксированном токе второго) частота генерации уменьшается, а при уменьшений тока второго диода (при фиксированном токе первого) она продолжает из- меняться в том/же направлении. При этом полоса перестройки/ частоты генератора практически увеличивается в два ра за по сравнению с полосой перестройки одноди- одного генератора. Изменение полосы пе- рестройки частоты и уровня выходной мощности сигнала проведено на двухдиод- ном генераторе коаксиально-волноводной конструкции. При изменении тока первого диода от 400 до 500 мА при фиксированном токе первого 600 мА полоса перестройки частоты составила порядка 35 МГц. Затем был зафиксирбван ток первого диода (Н 500мА), а ток второго изменялся от 600 : до 410 мА. Полоса перестройки достигала 30

МГц и более. . ..... ;.. . ..

Таким образом, общая полоса электрической перестройки частоты данным способом составила 65 МГц и более. Кроме того, перестройка непрерывна, а перепад мощ- ности не превышал 4 дБ.

Интервал полосы перестройки частоты генератора способом изменения токов питания диодов оценивают по анализатору спектра вблизи границы срыва монохроматичности выходного сигнала.

.Приведенные экспериментальные результаты показывают перспективность предложенного способа и факт расширения полосы перестройки при уменьшении неравномерности величины в ыходной мощности в многодиодных генераторах СВЧ. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ перестройки частоты генератора со сложением-мощностей в общей резонансной .системе двух лавинно-пролетных диодов с близкими ймпедансами, заключа0

ющийся в изменении тока смещения.синхронизированных по СВЧ диодов и подбор связи каждого диода с резонансной системой, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью расширения полосьГпёрест ройки при уменьшении неравномерности величины выходной мощности, изменением величин коэффициентов связи с резонансной системой обеспечивают противоположные знаки зависимости генерируемой частоты от тока смещен:ия для обоих диодов.

Изобретение относится к электронике СВЧ и может быть использовано для элект- рической перестройки в генераторах со сложением мощностей синхронизированных по СВЧ лавинно-пролетных диодов раз-1 личного назначения. Сущность изобретения заключается в том, что в генераторе;, выполненном на двух лавинно-пролетных диодах с близкими импедансами, синхронизирован- у ных по СВЧ,со сложением мощностей в общей резонансной системе для электрической перестройки частоты посредством изменения - тока смещения каждого из диодов с целью расширения полосы перестройки при уменьшений неравномерности ЙёМч й ньГ выходной мощности, подбором коэффициентов связи диода с общей резонансной системой добиваются противоположных знаков зависимости генерируемой частоты от тока смещения обоих диодов. Полоса перестройки частоты генератора подобным способом шире, чем при известных, на сегодня способах. Перестройка осуществляет-: ся изменением тока фиксированном подобранном коэффициенте связи каждого из диодов с общей резонансной системой. а