Генератор СВЧ Советский патент 1993 года по МПК H03B5/18 

V

v4 00 00 СЛ О

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для создания автогенераторов малого и среднего уровня мощности в коротковолновой части СВЧ диапазона, обладающих электрической перестройкой частоты и предназначенных для использования в РЭА различного функционального назначения.

Целью предлагаемого изобретения является повышение рабочей частоты.

На фиг. 1 представлен генератор СВЧ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Генератор СВЧ содержит металлическое основание 1, на котором установлены транзистор 2 и варакторный диод 3 и диэлектрическая подложка 4, на лицевой стороне которой размещены первый полосковый отрезок 5, первый конец которого подключен к входному электроду транзистора 2, второй полосковый отрезок 6, первый конец которого подключен к выходному электроду транзистора 2, а второй конец - является выходом генератора, третий полосковый отрезок 7, первый конец которого подключен ко второму электроду варакторного диода 3, диэлектрический резонатор 8, отверстие 9 в диэлектрической подложке 4, прямоугольная выемка 10 с плоским дном в металлическом основании 1, на котором на диэлектрической пластине 11 установлен диэлектрический резонатор 8.

Генератор СВЧ работает следующим образом..

При подаче питания на транзистор 2 в нем возникают электромагнитные колебания, контролируемые резонансной частотой диэлектрического резонатора 9, электромагнитно связанного с первым полосковым отрезком 5. При этом реализуется автогенератор с последовательной обратной связью. Резонансная частота диэлектрического резонатора 8 электрически перестраивается варакторным диодом 3 через третий полосковый отрезок 7. Выполнение в диэлектрической подложке 4 отверстия 9, размещение первого и третьего отрезков 5 и 7 вдоль его кромки, выполнение прямоугольной выемки 10 с плоским дном в металлическом основании 1 под отверстием в первой диэлектрической подложке 4 и первым и третьим отрезками 5 и 7 обеспечивает сильную электромагнитную связь диэлектрического резонатора 8 с транзистором 2 и варакторным диодом 3, так как диэлектрический резонатор 8 помещен в область сильных полей линий передачи, образованных первым и третьим отрезками 5 и 7, первой диэлектрической подложкой 4, воздушным зазором, определяемым прямоугольной выемкой 10 и ее плоским дном. Удаление диэлектрического резонатора 8 от металлического основания 1 за счет выемки 10 и диэлектрической пластины 11 дополнительно повышает указанную электромагнитную

связь за счет увеличения эффективной добротности диэлектрического резонатора 8, Это обеспечивает достижение поставленной цели. . - .

Выбор размеров прямоугольной выемки 10 в металлическом основании 1 от одной до пяти толщин диэлектрической подложки 4 и пределов толщины диэлектрической пластины 11 от половины до четырех толщин диэлектрической подложки 4 установлен

экспериментально в соответствии с пределами диапазона наиболее эффективного регулирования величины электромагнитной связи диэлектрического резонатора 8 с образованным типом линии передачи.

На основе предложения создан генератор СВЧ на базе транзистора ЗП-603 с рабочей частотой 13700 МГц, выходной мощностью 150 мВт и диапазоном электрической перестройки 0,5%, КПД 10%, что на

2 ГГц выше, чем у прототипа, а выходная мощность при этом в 1,2-1,3 раза больше, диапазон электрической перестройки в 1,5- 2,5 раза. Первая и вторая диэлектрические пластины - 0,5 мм, поликоровое углубление

- 2,5 мм.

Использование предложения позволяет качественно улучшить характеристики РЭА вследствие замены диодных СВЧ-генерато- ров на транзисторные. В сравнении с промышленно освоенным аналогом на диоде Ганна созданный транзисторный аналог имеет на порядок лучший КПД.

40

Формула изобретения

1. Генератор СВЧ, содержащий металлическое основание, на котором установлены транзистор, диэлектрическая подложка с размещенными на ее лицевой стороне пер5 вым и вторым полосковыми отрезками, подключенными к входному и выходному электродам транзистора соответственно, и диэлектрический резонатор, размещенный в прямоугольном отверстии, выполненном в

0 металлическом основании, при этом второй полосковый отрезок расположен вдоль одной кромки прямоугольного отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения рабочей частоты и выходной мощности, в

5 металлическом основании в области расположения диэлектрического резонатора выполнена прямоугольная выемка, между плоским дном которой и дном диэлектрического резонатора установлена введенная диэлектрическая пластина, при этом поперечный размер прямоугольной выемки больше суммы поперечного размера прямоугольного отверстия и ширины второго поло- скового проводника, ее глуЬина Н и толщина h диэлектрической пластины выбраны из условия

H(1-5)d,

h (1 /2-4)d. где d - толщина диэлектрической подложки.

2. Генератор по п. 1,отличающий- с я тем, что, с целью обеспечения широкого диапазона электрической перестройки частоты, введены варакторный диод и подключенный к нему третий полосковый отрезок, который расположен вдоль другой кромки прямоугольного отверстия, а поперечный размер прямоугольной выемки увеличен на ширину третьего полоскового отрезка.

Использование: изобретение относится к радиотехнике, а точнее к генераторам СВЧ, и предназначено для создания автогенераторов малого и среднего уровня мощности и коротковолновой части СВЧ-дйапазона, обладающих электрической перестройкой частоты. Сущность изобретения: генератор содержит металлическое основание 1, на которое установлены транзистор 2 и вэракторный диод и диэлектрическая подложка 4, на лицевой поверхности которой размещены первый полосковый отрезок 5,первый конец которого подключен к входному электроду транзистора 2, а второй конец является выходом генератора, третий полосковый отрезок 7, первый конец которого подключен к варакторному диоду, и диэлектрический резонатор 8. В диэлектрической подложке 4 выполнено отверстие, первый и третий по- лосковые отрезки 5 и 7 размещены вдоль его кромки, а в металлическом основании 1 в области под отверстием и первым и третьим отрезками 5 и 7 выполнена прямоугольная выемка 10 с плоским дном, на котором на введенной диэлектрической пластине 11 установлен диэлектрический резонатор 8, причем размеры выемки 10 и толщина диэлектрической пластины 11 выбраны в соответствии с приведенными рекомендациями. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л С

я Ц 9 78

° I . / /