DE10352157A1 - Hochfrequenzsignale und Mikrowellensignale - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung von Hochleistungs-Hochfrequenz(HF)- oder Mikrowellensignalen umfasst einen Videoimpulsgenerator zur Erzeugung von Videoimpulsen mit steiler Anstiegsflanke, einen Modulator zur Modifizierung der erzeugten UWB-Impulse durch gyromagnetische Wirkung zur Übertragung eines Teils der UWB-Impulsenergie von niedrigeren Frequenzen auf Frequenzen im Hochfrequenzbereich oder Mikrowellenbereich, wodurch eine resultierende Hochfrequenz-Wellenform oder Mikrowellenform erzeugt wird, die abgestrahlt werden kann.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenz(HF)-signale und auf Mikrowellensignale und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Erzeugung von Hochleistungs-Mikrowellensignalen zur Benutzung in Radarsystemen hoher Auflösung und Anwendungen mit gerichteter Energie.
  • In der Literaturstelle von Shaw H. J., Elliott B. J., Harker K. J. und Karp A. mit der Bezeichnung Microwave generation in pulsed ferrites, J. App. Phys., Vol 37, No. 3, 1966 sind Einzelheiten eines Verfahrens beschrieben, um Energie eines pulsierenden Magnetfeldes in ein Mikrowellensignal in einem Wellenleiter umzuwandeln. Die Literaturstelle von Shaw „Pulsed Magnetic Microwave Generator" bezieht sich auf eine Impuls-getriebene gyromagnetische Präzession in einer kleinen Yttrium-Eisen-Granat(YIG)-Kugel, um Energie aus einem „Pumpimpuls" in ein Mikrowellensignal umzuformen. Eine kleine Kugel mit einem Durchmesser von etwa 1 mm aus Magnetmaterial wird in einem Mikrowellenleiter-Hohlraum angeordnet. Auf die magnetische Kugel wird ein kräftiges konstantes magnetisches Vorspannfeld gerichtet, um die Magnetmomente innerhalb des Magnetmaterials auszurichten. Danach wird ein kräftiges pulsierendes Magnetfeld der Kugel unter einem bestimmten Winkel gegenüber dem konstanten Vorspannfeld aufgeprägt. Das pulsierende Magnetfeld verursacht eine Wiederausrichtung des Magnetisierungsvektors in der Kugel mit einer zeitlichen Skala, die ähnlich der Anstiegszeit des pulsierenden Feldes ist. Wenn die Anstiegszeit genügend kurz ist, dann folgt der Magnetisierungsvektor nicht einfach dem pulsierenden Feld, sondern präzessiert um die Richtung des angelegten Feldes. Diese gyromagnetische Präzession dauert während einer Zeit fort, die von den Dämpfungsverfahren des Magnetmaterials abhängig ist. Der präzessierende Magnetisierungsvektor im Magnetmaterial bilded einen Oszillator mit der gyromagnetischen Präzessionsfrequenz. Die magnetische Kugel wird in einem Wellenleiter-Hohlraum derart angeordnet, dass Energie von dem gyromagnetischen Oszillator in den Wellenleiter als elektromagnetisches Signal eingekoppelt wird. Infolgedessen wird die magnetische Kugel als Impuls-erregter Wandler benutzt, der Energie aus dem pulsierenden Magnetfeld in ein Mikrowellensignal im Wellenleiter umformt.
  • Die Nachteile dieses Verfahrens der Erzeugung von Mikrowellensignalen sind die Folgenden: Die Höhe der Energie und der Leistung, die in ein Mikrowellensignal umgewandelt werden kann, ist begrenzt durch die Forderung, dass eine kleine Kugel aus Magnetmaterial, gewöhnlich YIG, eine vollständige zeitliche und räumliche kohärente Präzession erreicht, und weil das pulsierende Magnetfeld dadurch erzeugt wird, dass ein großer pulsierender Strom durch eine äußere Spule geschickt wird, ist das Verhältnis von Mikrowellenenergie zur Energie, die in der Spule gespeichert wird, sehr niedrig, da das pulsierende Magnetfeld auf ein großes Volumen, verglichen mit dem Volumen der Kugel, ausgeübt werden muss.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren und eine alternative Vorrichtung zur Erzeugung gepulster Hochfrequenzsignale oder gepulster Mikrowellensignale zu schaffen.
  • Gemäß einem ersten Merkmal betrifft die vorliegende Erfindung einen Hochfrequenz- oder Mikrowellensignalgenerator mit einem Videoimpulsgenerator und einem Übertragungsleitungsmodulator, der die erzeugten Videoimpulse durch eine durch Impulse erregte gyromagnetische Präzession modifiziert. Hierdurch wird ein Teil der Videoimpulsenergie von niedrigen Frequenzen auf Hochfrequenzfrequenzen oder Mikrowellenfrequenzen übertragen, wodurch eine resultierende Wellenform mit einer Hochfrequenzkomponente und/oder einer Mikrowellenkomponente erzeugt wird.
  • In diesem Zusammenhang wird ein Videoimpuls definiert als ein elektrischer Impuls mit kurzer Anstiegszeit relativ zur Impulsbreite und mit einer im Wesentlichen konstanten Amplitude während der Impulsdauer. Wenn ein Videoimpuls einer geeigneten Antenne zugeführt wird, kann ein ultrabreiter Band(UWB)-impuls abgestrahlt werden. UWB-Wellenformen sind interessant für ein hochauflösendes Radar und Anwendungen mit gerichteter Energie, weil ihre kurze Impulsdauer eine gute Zielauflösung bildet und der sehr breite spektrale Energiegehalt an einen weiten Bereich vom Merkmal eines Ziels gekoppelt werden kann.
  • Der Hauptteil der Energie in einer Videoimpulswellenform ist jedoch in spektralen Komponenten unter dem 100 MHz-Bereich enthalten und wird demgemäß nicht in der UWB-Wellenform abgestrahlt.
  • Es hat sich gezeigt, dass eine Modulation des Videoimpulses mit einer geeigneten Frequenz einen modulierten Impuls erzeugt, der einen beträchtlichen Energiegehalt besitzt, der nach den Hochfrequenzfrequenzen und/oder den Mikrowellenfrequenzen hin verschoben ist, wodurch sich ein wesentliches Ansteigen in der Energie ergibt, die durch die Antenne abgestrahlt werden kann. Demgemäß ermöglicht eine Modulation der Wellenform, dass das abgestrahlte Signal in höherem Maße fokussiert wird und das abgestrahlte Feld erhöht wird, das in einem großen Abstand von der Quelle erzeugt werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst der Modulator eine nicht-lineare Übertragungsleitung, die Magnetmaterial enthält und vorzugsweise weiter eine gyromagnetische Charakteristik hat. Wenn die Hochfrequenzwellenmodulation und/oder die Mikrowellenmodulation in einer Art Wanderwelle erzeugt wird, so wird hierdurch die Beschränkung des Volumens des Magnetmaterials vermieden, worunter der Stand der Technik bisher gelitten hat, so dass größere Leistungspegel erzeugt werden können.
  • Um elektromagnetische Stoßwellen in Übertragungsleitungen, beispielsweise Koaxialleitungen, zu erzeugen, wie dies in der Literatursteile Katayev, I. G. „Electromagnetic shock waves", Iliffe Books Ltd., 1966, beschrieben ist, kann nichtlineares Material benutzt werden. Hierzu wird auch verwiesen auf die Literaturstelle Weiner M. und Silber L. „Pulse sharpening effects in ferrites", IEEE Trans Magn 1981, MAG 17, pp 1472–1477. Die Übertragungsleitungen können sättigbare Magnetmaterialien enthalten und benutzt werden, um elektrische Impulse mit kurzer Impulsanstiegszeit zu erzeugen. Diese Einrichtungen haben eine magnetische Nicht-Linearität des Magnetmaterials, um eine „elektromagnetische Stoßwelle" zu erzeugen, die eine sehr schnelle Änderung von elektrischem Feld und Magnetfeld in der Übertragungsleitung hat. Die Änderungsrate dieser Felder wird durch das begrenzte dynamische Ansprechen des Magnetmaterials auf hohe angelegte Felder begrenzt. Bei praktischen Ausführungsbeispielen dieser Vorrichtungen wird ein elektrischer Impuls in eine koaxiale Übertragungsleitung eingeführt, die das Magnetmaterial enthält. Wenn der elektrische Impuls längs der Übertragungsleitung fortschreitet, dann wird die Vorlaufflanke des Eingangsimpulses durch die magnetische Nicht-Linearität modifiziert und der Anstiegszeitimpuls wird progressiv kürzer, bis die Begrenzungsansprechzeit erreicht ist. Nachdem einmal die begrenzte Ansprechzeit erreicht ist, setzt der Impuls seine Ausbreitung mit dieser Anstiegszeit fort. Diese Art einer elektromagnetischen Stoßleitung kann benutzt werden, um Videoimpulse mit Anstiegszeiten unter dem Bereich von Nanosekunden zu erzielen.
  • Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel der Übertragungsleitung ermöglicht die Modifizierung einer Hochleistungs-Videoimpulsquelle, um eine Wellenform- Charakteristik und eine Frequenzcharakteristik einer pulsierenden Hochfrequenzquelle oder einer Mikrowellenquelle zu erzeugen.
  • Die elektrischen und magnetischen Charakteristiken einer nicht-linearen Übertragungsleitung und die Konstruktionsmaterialien werden so gewählt, dass eine heftige gyromagnetische Präzession der Magnetisierung innerhalb der magnetischen Komponenten stattfindet, wobei ein elektrischer Impuls in die Übertragungsleitung injiziert wird. Die induzierte gyromagnetische Präzession beeinflusst die Ausbreitungscharakteristiken der injizierten elektrischen Impulse und moduliert die Impulse mit HF- und/oder Mikrowellenfrequenzen. Die resultierende Wellenform am Ausgang der nicht-linearen Übertragungsleitung ist ein Impuls, der mit einer HF- und/oder Mikrowellenkomponente moduliert ist. Die Charakteristiken der Modulation werden durch die Ausbildung der nicht-linearen Übertragungsleitung und Wahl geeigneten Magnetmaterials bestimmt, das ein heftiges gyromagnetisches Verhalten zeigt.
  • Der Impulsgenerator kann einen pumpenden Impuls erzeugen. Diese Ausbildung schafft die Möglichkeit, ein physikalisch und elektrisch ausgedehntes Zusammenwirken zwischen dem Pumpsignal und dem Magnetmaterial zu erhalten. Die Vorteile dieses Schemas liegen darin, dass ein beträchtlich größeres Volumen aus Magnetmaterial durch eine Wanderwelle in einer Übertragungsleitung erregt werden kann und die Energie im Pumpimpuls wirksamer ausgenutzt wird. Infolgedessen ist der Wirkungsgrad der Energieumwandlung bei dieser Vorrichtung beträchtlich größer als beim Stand der Technik. Das HF-Signal und/oder das Mikrowellensignal, die durch gyromagnetische Präzession im Magnetmaterial erzeugt werden, wird durch die Übertragungsleitung geführt und erscheint als Modulation am pumpenden Videoimpuls. Infolgedessen ist kein getrennter Wellenleiter erforderlich, um das HF- und/oder Mikrowellensignal zu extrahieren.
  • Das spektrale Profil des resultierenden Ausgangsimpulses kann durch Abstimmung des Frequenzausgangs bestimmt werden, indem die Frequenz eingestellt wird, bei der die Videoimpulse durch Veränderung der Amplitude des axialen Magnetfeldes Hax moduliert werden und/oder durch Veränderung der Pumpimpulse und/oder der Dimensionen des Magnetmaterials und der koaxialen Struktur.
  • Es kann ein äußeres Magnetfeld an die Übertragungsleitung angelegt werden. Dieses Magnetfeld kann Komponenten aufweisen, die axial oder sonstwie gegenüber der Übertragungsleitung orientiert sind. Vorzugsweise weist die Übertragungsleitung Isolatoren mit niedrigen dielektrischen Verlusten auf, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polypropylen. Die Übertragungsleitung kann aus Kupfer, Silber, Gold oder aus anderen hochleitenden Materialien bestehende Leiter aufweisen, um die Leistungsverluste gering zu halten.
  • Gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung ist eine Antenne mit einem Mikrowellensignalgenerator der vorbeschriebenen Bauart vorgesehen.
  • Gemäß einem dritten Merkmal der Erfindung betrifft diese ein Verfahren zur Erzeugung von Mikrowellensignalen mit den folgenden Schritten:
    es werden Videoimpulse mit kurzer Anstiegszeit erzeugt; und
    es wird die Videoimpulsenergie von Frequenzen unter dem HF- oder Mikrowellenbereich auf Frequenzen modifiziert, die im HF- oder Mikrowellenbereich liegen;
    wodurch eine resultierende Wellenform mit HF-Komponenten oder Mikrowellen-Komponenten erzeugt wird.
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 zeigt einen graphischen Vergleich der zeitlichen Wellenformen einer Videowellenform und einer geeignet modulierten Videowellenform, um eine beträchtliche Energiegehaltverschiebung nach den Mikrowellenfrequenzen zu verursachen;
  • 2 zeigt die Fourier-Spektren, die der Videowellenform und der modulierten Videowellenform gemäß 1 zugeordnet sind;
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellensignalen gemäß der Erfindung;
  • 4 zeigt im Einzelnen die geometrische Disposition der koaxialen Übertragungsleitungsstruktur und des Magnetmaterials, das in der Vorrichtung nach 3 benutzt wird;
  • 5 ist eine schematische Darstellung des Magnetfeldes, das der nichtlinearen Übertragungsleitung gemäß 4 aufgeprägt wird.
  • 1 vergleicht die zeitliche Wellenform eines typischen elektrischen Videoimpulses 1, der eine Anstiegszeit von 0,1 ns und eine Dauer von 1,5 ns hat, mit der zeitlichen Wellenform eines modulierten Mikrowellenimpulses 2. Der elektrische Videoimpuls kann im typischen Fall benutzt werden, um direkt eine UWB-Antenne zu speisen. 2 zeigt die Fourier-Spektren der unmodulierten Videoimpulsweilenform 3 und der modulierten Mikrowellenform 4. Aus 2 ist ersichtlich, dass der Hauptteil der Energie im Videoimpuls 1 in den spektralen Komponenten unterhalb des 100 MHz-Bereichs enthalten ist und dass nur sehr wenig Energie in den höheren Frequenzkomponenten liegt. So würde ein großer Anteil der Komponenten des Videoimpulses nicht durch die Antenne abgestrahlt, weil die meisten Komponenten eine Frequenz hätten, die unter der unteren Grenze der Antenne liegt.
  • Das Fourier-Spektrum der modulierten Wellenform 4 zeigt jedoch einen Hauptspitzenwert 20 bei der Modulationsfrequenz. Dies repräsentiert eine Energieverschiebung von den Videofrequenzen herauf nach den Mikrowellenfrequenzen und ein hauptsächliches Ansteigen in der Energie, die praktisch von der Antenne abgestrahlt werden kann, weil ein größerer Teil der Komponenten der modulierten Impulse Frequenzen über dem unteren Grenzwert der Antenne hat.
  • Die Vorrichtung gemäß 3 weist einen Hochleistungs-Videoimpulsgenerator 5 auf. Der Impulsgenerator 5 erzeugt einen Pumpimpuls. Der Pumpimpuls ist ein Hochleistungs-Videosignal mit einer Dauer, die im typischen Fall zwischen 1 und 10 ns liegt und der eine Anstiegszeit von etwa 0,1 ns hat. Die Spannungsamplitude dieses Pumpimpulses ist abhängig von der Anwendung und kann von weniger als 10 kV auf einige 100 kV ansteigen. Derartige Impulsgeneratoren werden im typischen Fall durch Wasserstoff-Thyratrons oder Hochleistungs-Halbleiter geschaltet, und sie werden durch spezialisierte Gesellschaften erzeugt, einschließlich Kentech Ltd und FID Technologies GmbH. Der Impulsgenerator kann außerdem eine gewisse Form einer elektromagnetischen Stoßwelle zur Impulsschärfung aufweisen. Der Pumpimpuls wird in eine nicht-lineare Übertragungsleitung 6 injiziert (beispielsweise eine koaxiale Übertragungsleitung), die Magnetmaterial 10 (vergleiche 4) enthält, welches so ausgewählt ist, dass es eine hohe gyromagnetische Charakteristik aufweist. Es ist eine magnetische Struktur 7 über die Außenseite der Übertragungsleitung 6 vorgesehen, um eine Vorspannung an das Magnetmaterial 10 anzulegen. Der Ausgang der nicht linearen Übertragungsleitung 6 wird einer geeigneten Laststruktur 8, beispielsweise einer Antenne, zugeführt.
  • 4 zeigt die Struktur der koaxialen Übertragungsleitung 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden magnetische Toroide 9 koaxial um einen zentralen Leiter 13 der Übertragungsleitung 6 herum gelegt. Magnetmaterial 10 umgibt die Toroide 9. Die Toroide 9 werden ihrerseits durch ein Hochspannungs-Isolier-Dielektrikum 11 umschlossen, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE), und dies wird wiederum von dem Rückleiter 12 der Übertragungsleitung 6 umschlossen.
  • Gemäß 5 wird ein konstantens Magnetfeld Hax durch die Magnetisierungsstruktur 7 erzeugt und dieses Feld wird der nicht-linearen Übertragungsleitung 6 in einer axialen oder anderen Orientierung aufgeprägt. Der Zweck des konstanten magnetischen Feldes Hax besteht darin, den Magnetisierungsvektor des Magnetmaterials 10 längs einer speziellen Achse, im typischen Fall längs der Axialrichtung der Übertragungsleitung 6, auszurichten. Die Anfangsausrichtung der Magnetisierungen ist eine Vorbedingung zur Stimulation der gyromagnetischen Präzession. Die äußere Quelle des Magnetfeldes 7 kann als Solenoid ausgebildet sein, der um die Übertragungsleitung 6 herum gewickelt ist oder es kann eine geeignete Ansammlung von Permanentmagneten sein.
  • Der Pumpimpuls erzeugt ein umfängliches 1/2 πr – Magnetfeld Hc, wobei I der Impulsstrom ist und r der mittlere Radius des Magnetmaterials in der Übertragungsleitung 6, das den Magnetisierungsvektor des Magnetmaterials 10 von der Anfangsrichtung in die Umfangsrichtung hinein dreht. Die Geschwindigkeit, mit der der Magnetisierungsvektor des Magnetmaterials 10 gedreht wird, hängt von der Anstiegszeit des Pumpimpulses ab, und diese Anstiegszeit des Pumpimpulses sollte deshalb so kurz als möglich sein. Eine genügend kurze Anstiegszeit des Pumpimpulses bewirkt, dass der Magnetisierungsvektor im Magnetmaterial 10 gyromagnetisch um die Richtung des aufgeprägten Gesamtmagnetfeldes präzessiert, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch den folgenden Ausdruck definiert ist.
    Figure 00100001
    wobei
  • dM/dt
    ist die Änderungsgeschwindigkeit der Magnetisierung im Magnetmaterial 10,
    γ
    ist das gyromagnetische Verhältnis,
    μ0
    ist die Permeabilität im freien Raum,
    M
    ist die Magnetisierung des Magnetmaterials 10,
    H
    ist das angelegte Magnetfeld,
    α
    ist der Dämpfungsfaktor,
    MS
    ist die Sättigungsmagnetisierung des Magnetmaterials 10.
  • Eine Präzession des Magnetisierungsvektors des Magnetmaterials 10 bewirkt eine oszillierende Magnetfeldkomponente in der Übertragungsleitung 6. Diese Präzessions-Feldkomponente im Magnetmaterial ist mit dem Feld des Pumpimpulses gekoppelt, um eine Modulation der Amplitude des Pumpimpulses zu bewirken. Der Länge der nicht-linearen Übertragungsleitung 6, die für den modulierten Signalaufbau bis in den stetigen Zustand erforderlich ist, beträgt im typischen Fall 5–50 cm. Die Dauer der Mikrowellenmodulation, die in der Praxis abgeleitet werden kann, liegt im typischen Fall in dem Bereich zwischen 1 und 5 ns für einen einzigen Impuls.
  • Die Tiefe und Dauer der Modulation des Pumpimpulses sind abhängig von der gyromagnetischen Präzessionscharakteristik des Magnetmaterials 10 (gewöhnlich Ferrit oder Yttrium-Eisen-Granat (YIG)) und auch von den dielektrischen und leitfähigen Verschlussmechanismen in der Übertragungsleitung 6. Die gyromagnetische Präzession wird durch die Vorlaufflanke des Pumpimpulses erregt und dauert während einer Zeit fort, die durch die Dämpfung und den Verlustmechanismus sowohl im Magnetmaterial 10 als auch in der Übertragungsleitungsstruktur 6 vorhanden ist. Niedrigere Verlustraten ergeben eine höhere Modulationstiefe und längere Abklingperioden. Der Hauptanteil des Abklingens der Präzession ist eine gyromagnetische Dämpfung im Magnetmaterial 10. Um das längste Mikrowellensignal zu erzeugen, ist es deshalb zweckmäßig, Materialien mit geringen gyromagnetischen Verlusten zu verwenden, beispielsweise Granat-strukturierte Ferritmaterialien in Einkristallform oder in Mehrkristallform. Es ist auch zweckmäßig, die Hochfrequenzverluste in der Struktur der Übertragungsleitung 6 zu verringern, indem Isolatoren 11 mit niedrigen dielektrischen Verlusten Anwendung finden, beispielsweise aus PTFE oder Polypropylen, und es ist auch zweckmäßig, die Leitungsverluste in der Übertragungsleitung 6 zu verringern, indem hochleitfähige Materialien, wie beispielsweise Kupfer, Silber oder Gold, benutzt werden.
  • Es ist möglich, den Frequenzausgang abzustimmen. Die Frequenz der gyromagnetischen Präzession ist abhängig von den Eigenschaften des benutzten Magnetmaterials 10 von der Amplitude des konstanten axialen magnetischen Feldes Hax, von der Amplitude des Pumpimpulses und von den Abmessungen des Magnetmaterials und der koaxialen Struktur. Die Amplitude des axialen Magnetfeldes Hax und/oder die Amplitude der Pumpimpulse kann daher benutzt werden, um die Frequenz der Mikrowellenmodulation einzustellen und um demgemäß das spektrale Profil des resultierenden Ausgangsimpulses zu bestimmen.
  • Die Vorrichtung kann in einem ultrahohen Wiederholungs-Geschwindigkeitsmodus betrieben werden. Die abgestrahlte Leistung wird durch das Produkt der Impulsenergie mit der Impulswiederholungsrate bestimmt. Die abgestrahlte Leistung kann somit dadurch erhöht werden, dass die Impulswiederholungsrate erhöht wird. Die maximale Leistung und die Wiederholungsrate werden begrenzt durch thermische Bedingungen und durch Kühlbedingungen. Die Erholungszeit nach einem einzigen Vorwärtsimpuls liegt in der Größenordnung von 5 ns. Dies bedeutet, dass es möglich ist, die Übertragungsleitung in einem Berstmodus mit extrem hohen Impulswiederholungsraten bis herauf zu 100 bis 200 MHz oder höher zu betreiben. Techniken zur Erzeugung derartiger Berstimpulse können spezialisierte Halbleiterschalter aufweisen oder die Benutzung von Impulsformschaltungen (PFN).
  • Eine schnelle Folge von Videoimpulsen, entweder der gleichen Polarität oder abwechselnder Polarität, kann daher benutzt werden, um eine schnelle Folge von Mikrowellensignalen zu erzeugen, d. h. es kann eine Folge von quasi kontinuierlichen Mikrowellen-"Explosionen" erzeugt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Shaw H. J., Elliott B. J., Harker K. J. und Karp A. mit der Bezeichnung Microwave generation in pulsed ferrites, J. App. Phys., Vol 37, No. 3, 1966 [0002]
    • - Katayev, I. G. „Electromagnetic shock waves", Iliffe Books Ltd., 1966 [0010]
    • - Weiner M. und Silber L. „Pulse sharpening effects in ferrites", IEEE Trans Magn 1981, MAG 17, pp 1472–1477 [0010]

Claims (13)

  1. Hochfrequenz(HF)- oder Mikrowellensignalgenerator mit einem Videoimpulsgenerator und mit einem Übertragungsleitungsmodulator, der so ausgebildet ist, dass er die erzeugten Videoimpulse durch Impuls-erregte gyromagnetische Wirkung modifiziert, um einen Teil der Energie der Videoimpulse von den niedrigeren Frequenzen auf einen Frequenzausgang anzuheben, bei dem die Frequenzen im HF-Bereich oder im Mikrowellenbereich liegen, wodurch eine resultierende HF- oder Mikrowellenform erzeugt wird.
  2. HF-Signalgenerator oder Mikrowellensignalgenerator nach Anspruch 1, bei welchem der Modulator eine nicht-lineare Übertragungsleitung aufweist, die Magnetmaterial enthält.
  3. HF-Signalgenerator oder Mikrowellensignalgenerator nach Anspruch 2, bei welchem das Magnetfeld der Übertragungsleitung aufgeprägt wird.
  4. HF-Signalgenerator oder Mikrowellensignalgenerator nach Anspruch 3, bei welchem das Magnetfeld eine Komponente aufweist, die axial bezüglich der Übertragungsleitung gerichtet ist.
  5. HF-Signalgenerator oder Mikrowellensignalgenerator nach den Ansprüchen 2 bis 4, bei welchem die Übertragungsleitung Isolatoren mit niedrigen dielektrischen Verlusten aufweist.
  6. HF-Signalgenerator oder Mikrowellensignalgenerator nach den Ansprüchen 2 bis 5, bei welchem die Übertragungsleitung Leiter aus Kupfer, Silber oder Gold aufweist.
  7. HF-Signalgenerator oder Mikrowellensignalgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Impulsgenerator einen pumpenden Impuls erzeugt.
  8. HF-Signalgenerator oder Mikrowellensignalgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher weiter eine Frequenzausgangs-Abstimmeinrichtung aufweist, um die Frequenz einzustellen, mit der die Videoimpulse moduliert werden.
  9. HF-Signalgenerator oder Mikrowellensignalgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche wie in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
  10. Antenne mit einem Hochfrequenzsignalgenerator oder einem Mikrowellensignalgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Verfahren zur Erzeugung von Hochfrequenzsignalen oder Mikrowellensignalen mit den folgenden Schritten: es werden Hochleistungs-Videoimpulse erzeugt; und die Energie der Videoimpulse wird von niedrigeren Frequenzen auf Frequenzen im Hochfrequenzbereich oder im Mikrowellenbereich angehoben, wodurch eine resultierende Wellenform mit einer Hochfrequenzkomponente oder einer Mikrowellenkomponente erzeugt wird.
  12. Verfahren zur Erzeugung von Hochfrequenzsignalen oder Mikrowellensignalen nach Anspruch 11, bei welchem die Hochleistungs-Videoimpulse erzeugt werden durch Impuls-erregte gyromagnetische Wirkung.
  13. Verfahren zur Erzeugung von Hochfrequenzsignalen oder Mikrowellensignalen wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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