Сверхвысокочастотный генератор Советский патент 1982 года по МПК H03B7/14 H03B9/12 

(54) СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ГЕНЕРАТОР

t

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано как свипгенератор в измерительной аппаратуре или как гетеродин в панорамных приемниках СВЧ-сигналов.

Известны сверхвысокочастотные твердотельные генераторы с частотной модуляцией, содержащие твердотельный диод Ганна с изменяющимся поперечным сечением в направлении силовых линий электри.ческого поля, установленных в передающую СВЧ линию. Изменение частоты осуществляется изменением напряжения, прикладьюаемого к омическим контактам от отдельного источника питания. В этом генераторе обеспечивается простое и надежное управление частотой в дециметровом и сантиметровом диапазоне длин вош, где инью методы, например, за счет контролируемого влияния резонатора неэффективны прежде всего из-за частотного насыщения, когда изменение частоты не следует за изменением частоты резонат pa, иэ-за перескоков частоты, амплитуоноГС и частотного гистерезиса

Однако в таком генераторе нельзя обеспечить постоянство выходной мощности при перестройке частоты.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор, который содержит диод Ганна, помещенный в СВЧ линию передачи, и магнич ную систему, выполненную из последова10тельно включенных в кольцо обмоток равления, переменного резистора и исто« ника напряжения, а также электрическую цепь питания диода Ганна 2.

IS

Недостаток известного генератфа -н&постоянство уровня ммцности на выхрпе генератора в диапазоне перестройки, так как частотная перестройка, достигаемая изменением литающего напряжения, сопро20всисдается при этом изменением тока через диод. В результате с уменьшением частоты генерации мсшность на выходе такого генератора увеличивается. 39345 Цель изобретения - расширение диапазозона частотной перестройки при постоянстве .выходной мощности. Поставленная цель достигается тем, что в сверхвысокочастогном генераторе, содержащем диод Ганна, по1у1ещенный в СВЧ линиюПередачи и магнитную систему выполненную из последовательно включенных в кольцо обмоток управления, перемен ного резистора и источника напряжения, а 10 также электрическую цепь питания диода Ганна, диод Ганна выполнен в виде усеченной пирамиды, обмотки .управления располшсены со стороны боковой поверхности усеченной пирамиды, а электрическая цепь 5 питания диода Ганна пош лючена к источнику напряжения.. В таком генераторе при перестройке частоты в диода переменного сечения обеспечивается синхронное изменение по- 20 перечного магнитного поля в таком направлении, что мощность генерации остается на преншем уровне. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема сверхвьюокочас- 25 тотного генератора. Генератор содержит диод Ганна 1, СВЧ линию 2 передачи, источ шк 3 напряжения, фильтры 4 нюкних частот, переменный ревистор 5, обмотКи 6 управления, нагрузки 7. Генератор работает следующим образом При подаче на диод Ганна 1 напряжения выше кристаллического у катода, где поперечное сечение меньше, чек1 у диода, зародившийся на катоде домен сильного электрического поля дрейфует к аноду и существует в той части образца, где достаточно для его поддержания. При малых напряжениях на диоде Гашш I область дрейфа доменов (которая совместно со скоростью дви сения домена определ15гют частоту генерашш; ограничена прика™ тодной областью, но увеличивается с ро стом смещающего напрязкения, приводя к уме1шшению частоты генерации. Так как при заданном напряжении на домене ток через образец пропорционален площади сечения образца в том сечении, где находится домен, то в отсутствие магнитного поля увеличение напряжения смещения приводит к увеличенною выходной мощности. Приложенное поперечное магнитное поле, создаваемое обмотками 6, выравни- вает выходную мощность. Так как обмотки 6 управления и электрическая цепь питания Ганна 1 производится от одного источника 3 напряжения, то при пе594 рестройке частоты, увеличение напряжения на диоде Ганна 1 одновременно прив{ цит к увеличенто магнитного поля, прикладываемого к диопу Ганна 1, что стабилизируег уровень выходной мощности в диапазоне перестройки. , . Продольные размеры диода Ганна I выбраны много меньшими его поперечных размеров, поэтому увеличение поперечного магнитного поля из-за падения подвижности, а значит, дрейфовой скорости, приводит к снижению пороговой плотности тока диода Ганна 1, которое в магнитном попе компенсир5ет, как уветшчение приложенного напряжения, так и увеличение сечеютя, ушсгвующего в модуляции тока, связанной с перестройкой частоты, Выходная мощность, таким образом, стабилизируется относительно первоначаль- ного уровня в условиях измен5пощегося напряжения смещения. Перемещенный резне гор 5 позволяет получить необходимое начальное соотношение межсу величинаминапряженности электрического и магнитного полей в диоде Ганна 1. Сравнительные лабораторные испытания предлагаемого генератора с известным подтвердили автоматическое поддержание Выходной мощности на первоначальном уровне при частотной перестройке. . Использсвание предлагаемого технического рещения в радиотехнических условиях, например, в качестве быстропере- страиваемого (с крутизной гетородина в спектроанализаторах, позволяет избавиться от необходимости разработки перестраиваемых генераторов, содержащих высокодобротные резонаторы. Формула изобретения Сверхвьюокочастотный генератор, содержащий диод Ганна, помеченный в СЕЧ линию передачи, и магнитную систему, выполненную из последовательно включен ных в кольцо обмоток управления, переменного резистора и источника напряжения, а также электрическую цепь питания диода Ганна, отличающа ющ и и с я тем, что с целью поддержания постоянства выходной мсщности в диап зоне частотной перестройки, диод Ганна выполненв виде усеченной пирамиды, обмотки управления расположены со стороны боковой поверхности усеченной пирамиды.

а э)«кт(пческая цепь питания диода Ганна подключена к источнику напр$1же1тя.

Источники информации, принятые во вни(у1ание при экспертизе

кл, 331-1О7, . 1978 (прогогип|.

пт

13