Преобразователь частоты Советский патент 1974 года по МПК H03B7/00 H01P1/16 

1

Изобретение относится к области техники СВЧ и может применяться в различных радиотехнических устройствах для получения мощных СВЧ-колебаний.

Известны преобразователи (умножители) частоты, представляющие совокупность двух связанных общей нелинейной емкостью резонаторов или фильтров, настроенных на входную и выходную частоты. Для повышения эффективности преобразования колебаний в некоторых случаях в цепь варактора вводят резонаторы или фильтры, настроенные на промежуточные гармоники. Во всех конструкциях преобразуемая мощность ограничена допустимым рассеянием тепла в BapaKTqpe и его пробивным напряжением. Один из способов увеличения этой мощности состоит в увеличении числа варакторов, включенных в один каскад преобразования частоты. Однако известная мостовая схема преобразователя работает только при четных коэффициентах преобразования и используется в основном в режиме удвоения частоты, а последовательная схема с двумя встреч-но включенными варакторами сложна конструктивно и не обеспечивает удовлетворительного теплоотвода от варакторов, из-за чего выходная мощность снижается. Многочастотность резонаторов СВЧ, применяемых в известных устройствах, с коэффициентом преобразования более

двух затрудняет подавление гармоник преобразуемой частоты на входе и выходе.

Целью изобретения является увеличение выходной мощности при одновременном

уменьшении уровня мощности гармоник.

Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе частоты между входным и выходным резонаторами установлен индуктивно связанный с ними стержень, к средней точке которого подключен фильтр второй гармоники и цепь питания (смещения), а варакторные диоды установлены симметрично между торцами стержня и корпусом устройства. На чертеже приведен предлагаемый преобразователь частоты.

Преобразователь частоты состоит из корпуса 1 с втулками для варакторов и крышками, штыревых квазистационарных резонаторов 2 и 3 входной и выходной цепей, расположенных в прямоугольных полостях корпуса, стержня 4 нелинейного контура с варакторами 5 и 6, расположенного между резонаторами, фильт|ра 7 второй гармоники, включенного в среднюю точку стержня 4, цепи

питания, в данном случае цепи 8 автоматического смещения, стержней входной 9 и выходной 10 линий, коаксиальных соединителей И и 12 соответственно входа и выхода, емкостных настроечных винтов 13 и держателей 14

варакторов. 34

Предлагаемый преобразователь работает отдельных узлов аппаратуры. Однако резоследующим образом.наторы из отрезков Л:инии передачи с длиной

Колебания с частотой f поступают через.. ,.,- 1п„охо фильтруют третью гармонику, а одисоединитель 11 на стержень входной линии 9,;4. - . j-v, UA индуктивно связанный с сильно укороченным резонатором 2. Корпус преобразователя частоты в области расположения стержней резонаторов представляет запредельный прямоугольный волновод. Длина стержня входного .резонатора, как :и выходного, составляет не более 1/8 рабочей длины волны. При таких длинах стержней резонаторов связь цепей осуществляется в основном магнитными полями. Резонатор 3 посредством пндуктпвной связи возбуждает колебания в нелинейном -контуре- со стержнем 4, вар акторы 5 и 6 которого возбуждаются противофазно. Фазовые соотношения в нелинейной цепи таковы, что в середине ее должен быть узел тока второй гармоники и пучность тока третьей гарМОНИКИ. Переменное магнитное поле, соответствующее пучности тока третьей гармоники, возбуждает в выходном резонаторе 3 колебания с частотой 3/, которые через выходную линию 10 и коаксиальный соединитель 12 поступают в нагрузку. Для увеличения эффективности преобразования оптимальная амплитуда и фаза тока второй гармоники через варакторные диоды подбирается настройкой фильтра 7 второй гармоники, включенного в среднюю точку нелинейной цепи. На входе преобразователя частотгя не должно быть значительного уровня гармоник входной частоты, ухудшающих согласование

ночные резонаторы длиной - не. обеспечивают фйльтрацин третьей гармоники. В предлагаемой конструкции фильтрация третьей гармоники во входной цепи обеспечивается применением резонатора с длиной стержня -, а фильтрация второй гармоники, на входе и выходе, в основном за счет того, что токи второй гармоники в средней части стержня нелинейной цепи, связанной с входным и выходным резонаторами, текут в противоположных направлениях, обеспечивая минимальную магнитную связь. Предмет изобретения Преобразователь частоты, содержащий входной и выходной резонаторы, фильтр второй гармоники и цепь питания, которые электрически связаны с двумя варакторными диодами, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности при одновременном уменьшении уровня мощности гармоник, между упомянутыми резонаторами установлен индуктивно связанный с ними стержень, к средней точке которого подключены фильтр второй гармоники и цепь питания, а диоды установлены симметрично между торцами стержня и корпусом устройства.

7J

W

Э

74.

П