АВТОГЕНЕРАТОР СВЧ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ОБРАТНОЙСВЯЗЬЮ Советский патент 1970 года по МПК H03B5/30 H03G3/14 

Изобретение относится к радиотехническим устройствам, в частности к автогенераторам СВЧ, в которых в качестве активных элементов применяются электровакуумные или полупроводниковые приборы.

В этих автогенераторах режим незатухающих колебаний обеспечивается подачей сигнала из колебательного контура на управляющий электрод по цепи обратной связи. В некоторых случаях одним из основных элементов этой цепи является проходная емкость лампы, а если ее проводимость не обеспечивает самовозбуждения генератора, применяют внещние элементы обратной связи в виде петель, колец различной формы или стержней различной конфигурации. Выбор оптимальных размеров элементов цепи обратной связи с точки зрения к.п.д. и полезной мощности на СВЧ особенно в сантиметровом и прилегающей к нему части дециметрового диапазонов сложен и трудоемок, поскольку незначительные изменения фазы и амплитуды сигнала на сетке приводят к резкому падению полезной мощности и,к.п.д. каскада.

Для устранения отмеченных недостатков разработаны различные элементы, обеспечивающие регулировку обратной связи.

Крепленного на внещней стенке одного резонатора и проходящего через отверстие в общей стенке в полость другого резонатора. Штырь перемещается в электромагнитном поле резонатора посредством резьбового соединения, имеющего трущиеся гальванические контакты.

Регулировка индуктивно-емкостной связи может быть осуществлена путем перемещения вдоль резонатора изогнутого штыря, закрепленного на порщне.

Таким образом, в известных автогенераторах СВЧ элементы для регулировки величины связи имеют трущиеся гальванические контакты, по которым протекают токи СВЧ, что приводит к дополнительным потерям, вызывая нестабильность работы автогенератора и снижая его надежность.

Поэтому в ряде случаев регулируемая обратная связь не используется, а в сантиметровом диапазоне применяют фиксированные элементы обратной связи. Однако в результате снижается полезная мощность и к.п.д., сужается диапазон частот СВЧ-автогенератора. Известен автогенератор СВЧ, который содержит емкостный щтырь, закрепленный в стенке одного из резонаторов или в общей стенке резонаторов. Конец штыря изгибается с помощью механического привода, который расположен на внешней стенке резонатора и соединен с концом штыря деталью из диэлектрического материала. Благодаря отсутствию трущихся контактов для токов СВЧ к.п.д. автогенератора, его стабильность и надежность новышаются, однако изгибание (деформация) штыря для регулировки связи носле многократных перестроек приводит к его разрушению. Целью изобретения является создание автогенератора СВЧ с обратной связью, обеснечивающей широкие нределы регулировки коэффициента связи без гальванического контактирования и деформации элементов. Для этого регулируемая обратная связь в предлагаемом автогенераторе СВЧ осушествляется при номоши штыря, проходящего через отверстие в общей стенке в полость обоих резонаторов. На концах штыря кондуктивно закреплены металлические пластины, плоскости которых в зависимости от требуемой крутизны изменения величины связи могут быть расположены взаимно под углами от О до 180. Штырь вращается вокруг своей оси с номощью механического привода, который расположен на внешней стенке входного резонатора и взаимодействует со штырем посредством зубчатых дисков из диэлектрического материала, один из которых закреплен на оси штыря, другой - на оси стержня механического привода. В результате пластины образуют с векторами электрического и магнитного полей углы переменной величины. Меняя взаимное ноложение пластины в обоих резонаторах, можно в широких пределах варьировать характеристики изменения величины связи. На фиг. 1 показана упрощенная конструкция предлагаемого автогенератора СВЧ; на фиг. 2 - то же, сечение по А-А. Активный элемент / (тйтанокерамический триод) включен в выходной 2 и входной 3 резонаторы, имеющие общую короткозамыкающую стенку 4. Штырь 5 выполнен с емкостными элементами на концах в виде иластин 6. На штыре закреплен зубчатый конусный диск 7 из диэлектрического материала, обладающего на СВЧ малыми значениями е и tg6 (например, из фторопласта или керамики). Диск 7 образует с осью стержня 8 конусную пару, которая поворачивает щтырь 5 в изоляторе 9 и меняет ноложение плоскостей емкостных элементов относительно направления векторов электрического и магнитного полей, при этом векторы пересекают плоскость пластнп под любым углом от О до 180°. В результате изменяется емкость между пластинами и центральными проводниками линий в обоих контурах, т. е. изменяется величина обратной связи автогенератора. Р.сли плоскости нластин пересекают максимальное количество векторов электрического поля, т. е. плоскость пластин иерпендикулярна плоскости, проходящей через оси резонатора и щтыря, - связь максимальная, при расвязь минимальная. Для изменения связи от инимальной до максимальной величины достаточно повернуть пластины на 90°. Пластины на штыре в обоих резонаторах могут быть кондуктивно закреилены под разичными углами одна относительно другой, поэтому крутизна изменения величины связи т угла поворота всего устройства может быть нроизвольно задана. При расположении пластии в одной плоскости крутизна будет максимальной. Стержень 8 механического привода имеет малые размеры и незначительно входит в полость входного резонатора, имеющего ппзкую добротность, поэтому введение стержня практически не ухудшает качества резонатора. В одностороннем автогенераторе щтырь 5 может быть расположен в обшей стенке перпендикулярно оси резонаторов, при этом плоскости пластин относительно оси штыря должны быть перпендикулярны. В предлагаемом автогенераторе регулируемая обратная связь не имеет трушихся гальванических контактов, не вносит дополнительных нотерь и обеспечивает широкие пределы регулировки величины связи и рабочего диапазона частот. Кроме того, обеспечивается оптимальная величина связи для каждого экземпляра активного элемента, отстройка от паразнтной нрерывистой генерации и варьирование крутизны изменения величины связи, а следовательно, мощности и частоты от взаимного иолол ения пластин в обоих контурах и угла поворота вокруг оси штыря. Предлагаемый автогенератор позволяет иметь широкие пределы регулировки величины связи (от О до 100%). Кроме того, при синхронизации угла поворота регулирующего привода в зависимости от изменения уровня мощности или частоты автогенератора можно установить определенный закон изменения этих нараметров. Например, можно стабилизировать уровень выходной мощности или значение частоты или изменять частоту, как в свипгенераторе. Предмет изобретения Автогенератор СВЧ с регулируемой обратной связью, осуществляемой посредством емкостного штыря, проходящего через общую стенку входного и выходного резонаторов, и расиоложенного на внешней стенке входного резонатора механического привода, включающего в себя металлический стержень, воздействующий на штырь через деталь из диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов регулировки коэффициента связи и увелнчепия надежности, штырь снабжен расположенными на его концах пластинами, плоскости которых в зависимости от требуемой крутизны изменения величины связи могут быть расположены взаимно под углами от О до 180°, а сам щтырь для обеспече(временным углом между плоскостями пла;тин и векторами электрического и магнитно-0 полей связан с механическим приводом, на1ример, при помощи образующих конусную

пару зубчатых дисков из диэлектрического материала, один из которых закреплен на оси штыря, а другой - на оси стерлшя механического привода.

/) -х