DE1290603B - Parametrischer Verstaerker - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen parametrischeu Verstärker mit einer Halbleiterdiode, die zwei Abschnitte der leitenden Seele einer im übrigen durchgehenden Streifenleitung miteinander verbindet, und mit zu beiden Seiten der Diode angeordneten Bandpässen, die auf die Signalfrequenz bzw. die Ausgleichsfrequenz abgestimmt sind.
• Es ist bekannt, daß bei solchen Verstärkern die Pumpenergie auf das parametrische Element, im vorliegenden Fall also auf die Halbleiterdiode, einwirken muß.
• Es sind parametrische Verstärker bekannt, bei denen die Diode in den Innenleiter einer Koaxialleitung eingefügt ist. Bei einer bekannten Ausführungsforin wird die Pumpfrequenz in der Längsrichtung des Innenleiters zugeführt, und zu beiden Seiten der Diode liegen ein Pumpkreis und ein Signalkreis. Die Pumpfrequenz ist etwa doppelt so groß gewählt wie die Signalfrequenz, so daß der Signalkreis gleichzeitig als Hilfskreis dient. In einem anderen Fall wird die Pumpfrequenz durch eine hinter der Diode angebrachte Koppelsonde in die Koaxialleitung eingekoppelt, und ihre Ausbreitung wird nach beiden Seiten durch ein Stichleitungsfilter bzw. eine Resonanzverdrosselung verhindert. Die Signalfrequenz wird in diesem Fall über einen am Ende der Koaxialleitung angekoppelten Hohlleiter zugeführt.
• Diese bekannten Lösungen eignen sich nicht für die Einfügung in Streifenleitungsschaltungen, weil Schwierigkeiten an den übergängen zwischen den Streifenleitungen und den Koaxialleitungen bestehen und vor allem die vorteilhaften Eigenschaften von Streifenleitungen durch die Einfügung solcher Koaxialleitungsschaltungen weitgehend beseitigt würden. Andererseits ist es jedoch nicht möglich, diese bekannten parametrischen Verstärker unmittelbar als Streifenleitungsschaltungen auszuführen, weil dabei die Signal- und Ausgleichskreise durch die von der Halbleiterdiode eingeführten Blindwiderstände und vor allem durch das die Pumpfrequenz zuführende Kopplungssystem gestört werden.
• Es ist andererseits bekannt, einen parametrischen Verstärker in Streifenleitungstechnik aufzubauen; da dieser bekannte Verstärker jedoch für einen parametrischen Oszillator bestimmt war, hat man keine besonderen Maßnahmen getroffen, um eine besonders große Bandbreite zu erzielen.
• Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines für die Bandleitungstechnik geeigneten breitbandigen parametrischen Verstärkers, bei welchem die störenden Einflüsse der Halbleiterdiode und des die Pumpfrequenz zuführenden Kopplungskreises weitgehend beseitigt sind.
• Bei einem parametrischen Verstärker der eingangs angegebenen Art wird dies nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Streifenleitung eine Dreifachbandleitung mit zwei zu beiden Seiten der leitenden Seele angeordneten Massebändern ist, daß die Pumpwelle, deren Frequenz in an sich bekannter Weise höher als die Signalfrequenz und die Ausgleichsfrequenz ist, der Diode in Querrichtung mittels eines dielektrischen Wellenleiters, der die Diode umschließt, zugeführt wird und daß die Grenzfrequenz des dielektrischen Wellenleiters größer als die Ausgleichsfrequenz und die Signalfrequenz ist.
• Bei dem nach der Erfindung ausgeführten parametrischen Verstärker breitet sich das zu verstärkende Eingangssignal in axialer Richtung über die Bandleitung aus, so daß der Verstärker unmittelbar in einen Bandleitungskreis eingefügt werden kann, dessen Signal verstärkt werden soll. Dagegen wird die Diode mit Hilfe einer in der Querrichtung über einen dielektrischen Wellenleiter zugeführten elektromagnetischen Welle mit der Pumpfrequenz unmittelbar erregt. Diese Maßnahme ermöglicht es, die Pumpfrequenz ohne Beeinträchtigung der Eigenschaften der Bandleitung und ohne Störung der Signal- und Ausgleichskreise zuzuführen. Ferner kann dabei das Dielektrikum des die Pumpwelle zuführenden Wellenleiters zur Kompensation der von der Diode dargestellten Unstetigkeit verwendet und die Grenzfrequenz des Wellenleiters zur Sperrung des Pumpkreises gegen die Signalfrequenz und die Ausgleichsfrequenz ausgenutzt werden. Die Verringerung der störenden Blindwiderstände im Signalkreis und im Ausgleichskreis ermöglicht wiederum die Erzielung einer größeren Bandbreite.
• Die Technik der Streifenleitungen eignet sich sehr gut zur Bildung von Filtern und Impedanzanpassungsschaltungen, Die Symmetrie des Ausgleichskreises und des Signalkreises ist besonders günstig für die Bildung von Frequenzumsetzer-Verstärkern, deren Ausgang am Ausgleichskreis liegt, sowie für Verstärker, die keine Frequenzumseeung bewirken.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Au sführungsbeispiels beschrieben. Darin zeigt Fi 1 ein Ausführungsbeispiel im Schnitt und Fig.2 eineDraufsichtderAnordnungnachFig.1 bei abgehobenem oberem Massestreifen.
• Die Zeichnung zeigt eine Streifenleitung mit einem Mittelleiter 1 und zwei Massebändern 2 und 3.
• Eine Halbleiterdiode 4 ist in Serie in den Mittelleiter eingefügt. Die Diode ist in einen rechteckigen dielektrischen Stab 5 eingebettet, der an einem Ende durch einen Kurzschluß 6 abgeschlossen ist und am anderen Ende einen allmählichen übergang 7 aufweist. Der Übergang7 ist in einen rechteckigen Hornstrahler 8 eingefügt, der durch einen Rechteckhohlleiter9 gespeist wird, dessen -Breitseite senkrecht zu der Zeichenebene von F i g. 2 steht.
• Dieser Hohlleiter erregt im Homstrahler ein Höchstfrequenzfeld mit der Richtung 2p. Die Grenzfrequenz der dielektrischen Leitung liegt oberhalb der Frequenz der Signalwelle f, und der Ausgleichswelle fl, und diese Leitung führt die Pumpwelle mit der Frequenz f, > fi > 1, in der Schwingungsform TE zur Diode 4. Das Signal wird am linken Teil der Leitung (F i g. 2) über ein Bandpaßfilter 11 zugeführt, dessen Durchlaßbereich auf die Signalfrequenz f, abgestimmt ist.
• Der Ausgleichskreis enthält gleichfalls ein Filter 12, das auf die Ausgleichsfrequenz fi abgestimmt ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Parametrischer Verstärker mit einer Halbleiterdiode, die zwei Abschnitte der leitenden Seele einer im übrigen durchgehenden Streifenleitung miteinander verbindet, und mit zu beiden Seiten der Diode angeordneten Bandpässen, die auf die Signalfrequenz bzw. die Ausgleichsfrequenz abgestimmt sind, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, daß die Streifenleitung eine Dreifachbandleitung mit zwei zu beiden Seiten der leitenden Seele angeordneten Massebändern ist, daß die Pumpwelle, deren Frequenz in an sich bekannter Weise höher als die Signalfrequenz und die Ausgleichsfrequenz ist, der Diode in Querrichtung mittels eines dielektrischen Wellenleiters, der die Diode umschließt, zugeführt wird und daß die Grenzfrequenz des dielektrischen Wellenleiters größer als die Ausgleichsfrequenz und die Signalfrequenz ist.
2. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Pumpwelle in dem dielektrischen Wellenleiter in der Schwingungsform TE ausbreitet. 3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Wellenleiter an die Mündung eines Hohlleiters über einen angepaßten übergang angekoppelt ist.