DE1466044A1

DE1466044A1 - Frequenzverdoppler

Info

Publication number: DE1466044A1
Application number: DE19651466044
Authority: DE
Inventors: Claude Chabbert
Original assignee: CIE FRANCAISE THOMSON
Current assignee: CIE FRANCAISE THOMSON
Priority date: 1964-09-23
Filing date: 1965-08-17
Publication date: 1969-10-09
Also published as: NL6512082A; ES316780A1; CH446449A; FR1417212A; GB1113454A

Description

Französische Priorität vom 23. Sept. 1964 aus der französischen Patentanmeldung IJr. 988 978

Die Erfindung betrifft einen Frequenzverdoppler, der ine— bosondere ohne Filter in einem breiten, vor allem das HF-Gebiet umfassenden Frequenzbereich betrieben v/erden Iz&an.»

Bisher bekannte Verfahren, mit denen eine beispielsweise von einem quarzgesteuerten Oszillator gelieferte stabilisierte Frequenz vervielfacht wird,'nutzen gevröhnlich die Eigenschaften nichtlinearer Schaltungselemente aus, die bewirken, dass neben der Grundfre^uenz eine gewisse Anzahl von Oberv/ellen erzeugt \;ird, von denen eine bestimmte mittels entsprechender Filter ausgesondert v/ird. Die Frequenzvervielfachung (^erfolgt um so schneller, je höher die Ordnung der gewählten Oberwelle ist; jedoch fällt die Amplitude der aufeinanderfolgenden Oberwellen ziemlich rasch mit ihrer Ordnung ab. Man ist daher gewöhnlieh

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1 Nr. ··«· . I

bestrebt, sich, auf eine der ersten Harmonischen und insbesondere die zweite zu beschränken. Die Harmonische zweiter Ordnung lässt sich nämlich mit einem ausgezeichneten Wirkungsgrad mittels eines Gleichrichterkreisen entsprechenden Frequenzver— dopplers abtrennen, der vor allem zwei Halbleiterdioden besitzt. Die üblichen Gleichrichterstromkreise eignen sioh jedoch nur bis zu einer bei etwa einigen hundert Megahertz (MHz) gelegeneu Grenzfrequenzi wenn man dagegen den Hochfrequenzbereich, nämlich, die Frequenzen zwischen einem Bruchteil und mehreren zehn Gigahertz (GHz) zu erreichen wünscht, wie dies beispielsweise bei Anwendungen von Hertzschen \/ellen notwendig ist, so geht der Yerstärkungsgrad solcher bislang üblicheJi Schtiltungen gegen Hull, und es ist nötig, auf Prequenzvervielfachungssysteme zurückzugreifen, die an die Koaxialleitungen und die Hohlleiter anpaasb-v.r sind. Schaltungen dieser Art sind bereits beksjint, insbesondere Frequenzverdoppler und Freiiuenzverdreifecher, die in den Bereichen von 3 bis 10 GHz arbeiten. Diese bekannten Schaltungen besitzen eine Halbleiterdiode veränderlicher Kapazität als nicht lineares ücii.,.ltungselement, die einem Filtersystöm zugeordnet ist; ihr Yerstl'.rkungsgre.d ist jedoch seiir massig, und sie besitzen den nacht eil, das Durchlassband merklich zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Frequenz— verdoppler der eingangs genannten Art zu scnaffen, der in dem

Bereich der gewöhnlich durcli Koaxialkabel und Hohlleiter aufgenommenen Frequenzen betrieben werden kann, der nur eine geringe

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■Ti'

Filter benötigt und das Durchlas üb and

Jp&± -dam'.hier vorgeschlagenen Frequenz-

dass erfindungsgemäss ein Ana g ang silber t ragungs G-renzfrequenzen derart lton fcellentypea die Ausgangs*--

Wellen einerseits ιί..—leilrun^en für die reflektierten

Frequenz andererseits gesperrt KwetrjStfh^ltttü^eelemente, z.B* Halbleiter-

voh den an ihre Klemmen im Bereich der Zusaimnenschal-

ist, weiterhin die eh. Soheinwiderstands an die Enden ά-ΘΒ Vorgenannten Stromkreises einem gleichgerichossen, seinerseits :* .fepü.en doppelter Fretiuenz des i§&& i&u^gangsleitungen vorgese- ^eitend^n Fuss abgestutzt ist,

bildet und eo angepißdCallsiiden Wellen der IDingangs-

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■' ! " Die ITbertragunijsleitunüen "bestehen praktisch, aus Vorzugs- j

weise rechteckigen Hohlleitern; der genannte elektrische -Strom-' _ _; kreiü ist zweckmä&sig eine Doppelweggleichrichterschaltung "bekannter Bauweise, und die Halbleiterdioden sind vorzugsweise solche mit veränderlicher Kapazität, für die die Kapazität in der Verrichtung vernachlässigbar ist gegenüber derjenigen, die

• sie in der Durchlassrichtung bei einer Vorspannung Hull oder .

\ einer gering positiven Vorspannung aufweisen» - ■ ^!

lach einer besonderen Ausführungsform des mit der Erfindung vorgeschlagenen Freiuenzverdopplers sind als Ein- und 'Ausganffeübertragungeleitunjen auf gleicher Achse angeordnete Rechteckholillciter vergesehen und die'vorzugsweise in Abhängigkeit der ι ?* , Vorspannung veränderliche Kapazität besitzenden und in Reihe . geschalteten Halbleiterdioden an den Enden eines geradlinig außgebildeten Leiters befestigt, der den zu der .einen Y/and des jjin_t-jF.nüSiiOhlleiters parallelen v-uerarm einer in einer zur Achse beider Kohlleiter senkrechten Ebene an deren Verbindungsstelle gelegenen T-Stütze bildet, deinen anderer, den leitenden Fues dcrstelltnaer Am senkrecht auf der Kitte dieser HohlleiterwEnd befestigt isx, und die freien Elektroden entgegengesetzter Art * eier beiaen Dioden mit der Kasse des Einjangshohlleitera über dessen zu der genannten Hohlleiterwand senkrechte Wände durch* Cjuerende isolierte Ausgänge und über deren Kapazitäten gegenüber Hasse dieses Hohlleiters im Nebenschluss liegende· Vorsparyiungs- ^! "! widerstände verbunden sind. Bei dieser Schaltungsweise induziert -

.'■'♦"■

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die von dem Singangshohlleiter übertragene einfallende ^r;e z,B. eine H₀₁-VZeIIe der Frequenz f, in dem Fuas der T-Stütze eine elektrische Wechselspannung der Frequenz f, die infolge der elektrischen Unsymmetrie der beiden Dioden in den beiden sie tragenden hälftigen Querarmen einen kapazitiven ütrom der Frequenz 2f erzeugt, der in dem Ausgangshohlleiter eine Welle, ZeB. H₀.,»Welle dö'r Grundfrequenz 2f erregt.

Die bchaltungsweise des Diodenstromkreibos kann unterschiedlich seih, unter der VorausSetzung, dass die gleiche Gleichrichterv/irkuhg erzielt v/ii^d» Ilacia einer anderen Ausführungsform des er'findungsgerutvss vorgeschlagenen Freciuenzverdopplers sind die beiden Halbleiterdioden symmetrisch, nämlich in Reihe und entgegengesetzt, an den Enden des ^uerarms uer T-Stütze ''

angeordnet, die parallel zur einon Wand des Eingangshohlleiters '

^ejtiu.lten und deren Fuss mit der Mitte dieser Wand verbunden ist, ί wobei die freien Elektroden gleicher Art der beiden Dioden mit ! der Hasse 'des Eingaagshohlleiters über isolierte Durchführungen. |

ί und Vorspannungsv/iderstände verbunden sind« Bei dieser Schaltungs-; art induziert die aus dem Eingangshohlleiter kommende einfallen« : de Welle, z.B. eine Hq,,-WeHe in dem die Dioden tragenden ^Uerarm eine Spannung und einen Strom mit der Frequenz f, der, gleichgerichtet durch die Wirkung kapazitiver Unsymmetrie der beiden Dioden, in dein Fuss der T-Stütze einen kapazitiven Strom der Frequenz 2f erzeugt, der seinerseits in dem Ausgängshöhlleiter eine Welle mit der Grundfrequenz 2f induziert.

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Die Grenzfrecjuenz der Rechteekhohlleiter einer HQ^ ist unmittelbar verknüpft "mit der Abmessung der zu dem elektrischen Feld dieser Welle senkrechten Hohlleiterwände, während die Abmessungen der anderen Hohlleiterwände praktisch ohne Einfluss sind« Bei einer H^«-Welle, deren elektrisches Feld senkrecht zu dem der EL·*—Welle steht, sind es die anderen Wände des Hohl— leitern, welche die Grenzfrec_Luenz bestimmen· Die Bedingungen, die den Abmessungen der Hohlleiter auferlegt sind, damit die einfallende Welle der Frequenz f durch den Ausgangshohlleiter gesperrt wird und die austretende- Welle mit der Frequenz 2f nicht in den Eingangshohlleiter reflektiert werden kann, sind wesentlich gewildert, wenn man den Eingangshohlleiter mit dem Ausgi-.ngshohlleiter kreuzt, indem man ihre grossen Wände zuein-» ander senkrecht stehen lässt.

lTach einem weiteren ilerkmal der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass die Ein- und Ausgangshohlleiter gekreuzt cind, nämlich deren entsprechenden Wände, deren Bemessung: die-Grenz—

• frequenz für einen gewählten Wellentyp, z.B. die H_Q^-¥elle bestimmt, aufeinander senkrecht stehen" und derart berechnet sind, ,

ί - · ■■

' dass die einfallenden -./"eilen der Frequenz f in den Eingangs- ; hohlleiter und die austretenden Wellen mit der Frequenz 2f in ; den Ausgc^ngsiiohlleiter übertragen werden, während die Abmessun—

.

gen der zu ihnen s-enkreclit 'stehenden Hohlleiterwände so berech— _r ; net sind, dass die Störv/ellen der Frequenz f zum Ausgangshohlleiter und die Wellen der Frequenz 2f zum Eingangshohlleiter ; für den komplementären Wellentyp der gewälilten Uellenart,

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epielsweise für die H-Q-Welle, gesperrt werden.

IbILe eine oder andere Übertragungsleitung kann mittels einer koaxialleitung ausgeführt sein, .wenn die Bingangsfrec uenz nicht $tt hbch liegt; die Anpassbarkeit von Koaxialkabeln ^e-• stattet somit» auf Kosten eines gewissen Leistungsverluotes . dine raumsparendere, praktischere und wirtschaftlichere geometrisch^ Bauweise der Geräte zu erzielen.

mit
In diesem Sinne wird/der Erfindung weiterhin vorgeKciilagen,

EingangsÜbertragungsleitung aus einer in die Achse des Ausgangshöhlleiters mündenden Koaxialleitung besteht, deren Mittellel^er den Fuss der in der durch die kleine Achse des ku^gahgörechteckhohlleiters verlaufenden Symmetrie ebene gelegenen T—Stütze bildet, deren Querarni an seinen Enden d-ie beiden in' Reihe geschalteten Halbleiterdioden veränderlicher Zapuzitüt trägt, deren freie Elektroden entgegengesetzter Art an aic- Hasse des Ausgangshohlleiters über dessen grosse^ Wände durohcjuerende isolierte Ausgänge und Vorspannungswiderstände a sind·

Aus bereits oben angedeuteten mechanischen Gründen bestoLt manchmal Interesse, einen kleinen Teil an Koaxialleitung am Aus- ' gang des Frequenzverdopplers zu verwenden« Zu diesem Zv/ecL ist es n&oh einem weiteren I.Ier.£mal· der Erfindung von Vorteil, wenn. der Ilittelleiter der Ausgangskoaxialleitung den luss der in der

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durcli die kleine Aotse des BingangsrecLteckhohlleiters verlaufen- , den Symmetrieebene gelegenen T-Stütze bildet, an den Enden deren ^iuerarms die beiden entgegengesetzt geschalteten Halbleiterdioden veränderlicher Kapazität befestigt sind,' deren Elektroden glei<Ci-er Art an die Hasse des Eiii^f-.ngshohlleiters über dessen grosse :

j Wunde durchrueren.de isolierte durchführungen und Yorspannungs- _;

widerstände" angeschlossen sind· . I

In der Zeichnung sind Prequenzverdoppler der erfindungsgenäss vorgeschlagenen Art in mehreren beispielsweise gewählten Ausführungsfornen scht-lfbildraässig veranschaulicht« Es zeigen ; Pig. 1 dcis Schaltbild einer Gleichrichterschaltung der A~Type$ ; Pig. 2 des Schaltbild einer Gleichrichterschaltung der B-Type; Pig. 3 die Kurven zeitlicher Änderung der Kapazitäten, Schein«: ' " widerstünde und Ströme, die von den Schaltungen der

■ i . "

. Γ und 2 geliefert werden;

; Pi^. 4 die Schaltun^eanordnung eines Prequenzverdopplers mit J zwei Hohlleitern unter Verwendung der Schaltung der A*-|

i.Pig. 5 die Schaltungsanordnung eines Pre^uenzverdopplers mit ... "'■■-.-■■-

zwei Hohlleitern unter Verwendung der Schaltung der ί
j B-Type;

Pi^;. 6 die ocL^ltungsanordnung eines Precruenzverdopplers mit" einer Eingangekoaxi&lleitung und einem Auegangshohlleiter}

Pig, 7 die Scha!tun^sanordnung eines Prequenzverdopplers mit einem L'in^an^sholilleiter und einer Ausgangskoaxialleitung und ' ,

Pig, S Quer- unö. Längsschnitte durch einen Prequenaverdoppler

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mit zwei.Hohlleitern, welche den Zusammenbau der Einzelteile veranschaulichen·"

Mg. 1 stellt eine theoretische Schaltung der Α-Type mit zv/ei Dioden d- und d^r- dar, deren gestrichelt eingezeichneten

Kapazitäten O₁ und O₁. einen Viert erreichen können, der mit Ci₁ α ₁

der Kapazität der .Kondensatoren 0 und G^lf der Schaltungen der Mg* 4 bis 7 (nämlich einige zehn oder hundert Picofarad - pi¹) erreichen können, v/enn sie mit einer Spannung Null oder einer leicht positiven Spannung in der Durchlassrichtung vorgespannt sind, während dir Ver-t d.isser Kapazitäten rasch auf etwa 1 pl abfällt_$ wenn■die Vorspannung negativ wird» Unter diesen Bedingungen ruft eine an den Eingangs s ehe inwi der stand Ii angelegte Wechselspannung e der Frequenz f in der Schaltun der Fig, I entsprechend der Periode Ströme + i und « i^f hervoi⁷, deren Richtungen in Mg. 1 durch volle bzw_e unterbrochene" "Pf eile wiedergegeben sind«

Der von einem sogenannten positiven Wechsel her rühr 'ößde Strom + i durchfliesst den Stromkreis, der durch den Eingangssc^einv/idei'stand Ii , einen Ausgangssciueinwiderstand Ii₁-, die in dei^ Durchlcissrichtung geschaltete Diode d.. (während d'\j ge* sperrt ist) und den Vorspannungswiderste-nd H₁ gebildet ist, der zu dem Kondensator O^ im Eebensohluss liegt, dessen Kapazität groDS gegenüber der Kapazität Q, ist,, die von der Diode in d©r Durchlassrichtung erreicht wirdj ,der kapazitive Scheinwiderstand dieses Stromkreises lie^i? bei einer frequenz der

BADOR₁G₁NAL

:. von Gl-Hz im Bereich eines Ohm, wenn die Diode d- sich in dei? : Durchlassrichtung befindet, während sein ohmscher Widerstand L gewöhnlich mehrere hundert Ohm erreicht. Der.Strom i = 3. + i, : ist also nahezu ausschliesslieh kapazitiv (i_c)^ifl)» und der Verlust an Wirkleistung im Stromkreis ist gegenüber der gleichgerichteten Stromstärke + i vernachlässigbar» Auf entsprechende Weise fliesst der von dem sogenannten negativen Wechsel herrührende Strom - i¹ in dem Stromkreis, der von derlingangsimpedanz L., den anderen Ausgangsscheinwiderstand Ii'-ij die Diode d',., die sich dann in Durchlassrichtung befindet, ' und den mit der Kapazität O'.. parallel liegenden Widerstand j E¹- gebildet ist; der Strom - i¹ befindet sich ebenso wie der Strom i gegenüber der Spannung in einer Phasenverschiebung von * praktisch 90° » Wenn die beiden Ausgangsscheinwiderstände I^ und Ii*,. magnetisch mit ein und derselben Impedanz S-. gekoppelt werden, so wird letztere nacheinander von den Strömen + i und + i' erregt, die um eine Halbperiode verschoben sind, und weist somit Schwingungen der Grrundfrequenz 2f auf»

Fig» 3b zeigt die Kurve zeitlicher Veränderungen der Kapazität G, und 0_dj der Dioden d* und d¹-», Fig· 3o die zeitlichen Änderungen der Scheinwiderstände

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γ 7 ; ^TT

der Stromkreise von ά_Λ und d^f- und fig» ^cL die zeitlichen Inderuagen der Ströme' i, und i¹ sowie deren Summe i + i¹ , ö-i© durch volle, g-aatrichelte; bzw* gtriohpunktierte linienaüga dar»-

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sind? da die in Phase befindlichen Ströme i^ und 1¹^ £le gegenüber i und i^f vernachlässigbar angenommen sind, lässt StUäium der Kurve i_A + i^f„ erkennen, dass die in die Aus-.ung S* l&dUssiörten Spannungen die G-rundfreguenz 2f und weiter einer Sißusform als diejenigen angenähert sich aus einer gewöhnlichen Doppelweggleichriehtung

na -2f herabzusetzen und demzufolge die Leistungsdes FreqLUehiaveräopplers zu mindern.

8 «zeigt daa; eft^jspre.ehende "Verhalten der zweiten Ausder öielöhrtchtearschaltung gemäss der Erfindung

Die Spannung lit der Frequenz f induziert in SBciieinwiderständen up und L^f ₂ einen Wechselstrom Äfi^lltude + i und « i¹» der durch die Stromkreise der Dioden do und ä'ö in Ströme + i uad + i* gleicher Richtung, jedoch mit einer Phasenversohiebung um 90° gleichgerichtet wird» die in g$r Äaagaegswicklu4g S₂ einen Strom der Grundfrequenz 2f erzeugen, ■dessen Oberwellengehalt durch die Wirkung der veränderlichen Kapazität äer Dioden in Abhängigkeit ihrer Vorspannung gedämpft wird. Dieae Schaltung entspricht derjenigen der fig· 1, in der äie'eine Diode d ihre-Polaritäten umgekehrt hat und in welcher dgr Eiii^angöaeheinwiderstand als Ausgang und umgekehrt dient*

ffig,,4 las3t Hg. 1 an eine

^e Anpassung der theoretischen Sahaltung der _—,—.-^, zweier Hohlleiter §_A und G„ er« β41/64|4 λ - *■ ^a

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kennen, die auf einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sind· · In der Verbindungsebene dieser Hohlleiter senkrecht zu der gemeinsamen Längsachse ist eine Schaltung, nach Art der Fig. 1 vorgesehen, in welcher der Eingangsscheinwiderstand L^ durch den Fuss mn einer T-Stütze gebildet ist, deren seitlichen Arme IHd₁ , und md¹.. die Ausgangsscheinwiderstände L₁ und L^ der Schaltung , der Fig. 1 bilden. Die Kapazitäten O₁ und 0¹^ sind die Kapazitäten 0 und C der die Hasse des Hohlleiters G- durchquerenden

! Ausgangsleitungen der Dioden d* und d¹..· Die Vorspannungswider-*

: stände R₁ und R'.. verbinden wie in der Sißhal"tung der Fig» 1 die Ausgangsleitungen der Dioden mit der Masse η des Hohlleiters«· Der Eingangskreis mn-wird durch das elektrische Feld B~ der ♦ H_n1-V/elle erregt, die den "Hohlleiter G-_ durchlauft. und die in dem Fuss mn erzeugten Ströme + i und - i¹ rufen in den Armen md*" .md¹- wie anlässlich Fig. 1 erklärt Ströme + i und + i¹ gleicher Richtung mit einer Phasenverschiebung von 90 hervor, die in dem Ausgani'SiiOhlleiter G , dessen grosse Wand a' senkrecht zu dex· grot.sen Wand a des Ein^angshohlleiters G- steht, eine Hq₁-Welle der Grundfrequenz 2f induzieren.

Die Wand a¹ ißt so berechnet, dcss die Grenzfrequenz des Ausgangshohlleiters G-_s kleiner als 2f ist, während die Wand b¹ genü^exid klein bemessen ist, damit der Ausgan^shohlleiter G„

die H₁₀-WeIIe der Frequenz f sperrt, welche die H₀₁-WeIIe des Eingangshohlleiters>G_e dort erregen kann» Die Wand b wird ebenfalls genügend klein gehalten, um die H₁₀-WeIIe der Frequenz 2f zu sperren, welche der Ausgangshohlleiter in den Eingangshohl-

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leiter zurücksenden kann, wenn er einem beispielsweise auf die Ungleichheit der Dioden zurückzuführenden Rest der einfallenden Y/elle unterliegt. Y/enn die Yfiderstände R,. und R'- genügend hoqh sind, wird die in den Uiderständen verbrauchte Wirkleistung und der Wirkwiderstand der Dioden ziemlich niedrig bleiben, um für die Gesamtschaltung einen guten Leistungswirkungsgrad sicherzus? stellen,

Die Schaltung der Fig, 5 ist aus derjenigen der Fig_? 4· ab«? geleitet, nxiö. zwar dadurch, dass die Gleichrichterschal trung der Fig_f 1 durch diejenige der Fig» 2 ersetzt ist; die Arbeitsweise bleibt genau die gleiche,

Fij, 6a und b stellen zwei senkrechte Ansichten eines Fre<ruenzverdopplers dar, dessen Eingangshohlleiter G_e durch ein in die Achse des Ausgan^shohlleiters mündendes, .Koaxialkabel ÖQß ersetzt ist und dessen Uittelleiter den Fuss der die Dioden haltenden -T-Stütze bildet; die Gleichrichterschaltung ist die*- jeni£je der Fi,?, 1» Die Betriebsweise ist die gleiche wie bei der Schaltung der Pi^. 4, wobei die Ströme + i und - i^! durch den Kittelleiter des Koaxialkabels an der Stelle m erzeugt wer** den, die einem Strombauch entspricht, ■ . - '

Bei der Schaltung der Fig. 7 ist die Gleichrichtersohaltung gleicher Art wie bei der Schaltung 4sr lig«. 2, und die Betriebs.·· weise ea1;gri^i-G&.t 'laujenig&h dör ^^Ältiitag der $i£» 5,. m%t nähme ämapUf ά&φ %le an &%£ jS^#|^· % fäpaeugteia, um

verscL.oben-en Ströme + i und + i' unmittelbar den : des Ausgangskoaxialkabels auf der Grundfrequenz 2f erregen·

f *

I¹IgO 8 veranschaulicht .drei teilweise im Schnitt gehaltene j Ansichten eines Frequenzverdopplers geiuäss der Erfindung mit ; IiJingangsτ? und Ausgangshohlleitern_f Es sind hierbei "besondere Vorsichtsmassnahmen getroffen bei der Verbindung der- beiden

• Hohlleiter und für die Lagerung des die "Dioden tragenden Quer?? arms der T-S tut ze, um Störreflektionen yon Y/ellen zu vermeiden,» Die Dioden der Mikrowellenr-fype in einem Miniaturbejaälter der Sype D befinden sich teilv/eise in Hohlräumen, die in den Elan·» ken des Hohlleiters ausgespart sind_f Ihre freien Elektroden sind an isolierte Kolben angeschlossen, welche die betreffenden ken durchqueren und entsprechende Durchmesser besitzen, lim die gewünachten Kapazitäten G^ und QJ* zu

Bei einer gewissen Ausführungsform besitzt der Bingangs-'rechteckhohlleiter eine Abmessung von 31 χ 11,4 mm und der zu ihm gekreuzte Ausgangshohlleiter 1.1,4 x 7j9 mm. Vienn die Ein-s gangsfrequenz 6400 MHz betragt, erzielt man am Ausgang 12 800 mit einer Dämpfung von 5 db.

Bei einer anderen Ausführungsform feesitzt das koaxialkabel einen Mittelleiter mit einem Durchmesser von 4»8 und einen Aussenleiter mit einem Durchmesser von 1t mm« Der Aue«? *■ - gangshohlleiter hat Abmessungen Tön 31 £ 13*8 mm*.Wenn

32QO HEz lsi?, so 1/.

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i -

• 6400 Satz mit einer Dämpfung von 4 ab.

Statt Reclatödkhohlleiter lassen sich selbstverständlich auch, !feapeisruiide Höhlleiter ebenso wie Koaxialkabel am Eingang Auegang verwenden·

SÖ98A1/0421 ^ßAD0RiG,_NAL

Claims

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Patentansprüche j

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1. Frequenzverdoppler, der insbesondere ohne Filter in einem breiten, vor allem das HP-Gebiet umfassenden Frequenzbereich betrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Stromlireis mit Eingangs- und Ausgangsübertragungsleitun&en (G₀, G„) zusaumengeschaltet ist, deren Grenzfrequenzen derart berechnet sind, dass bei den gewählten Wellen*·" typen die Ausgangsleitun^ bzw. -leitungen (G_) für die ein-

n '/eilen einerseits und die Eingangs leitung bzw. -leitungen (G₁₅₁) für die reflektierten austretenden-Wellen^ doppelter FrevUtnz andererseits gesperrt sind, ferner min-'" destens zwei Schaltungselemente, z.B. Halbleiterdioden (d-_f d¹^) aufweist, deren' Scheinwiderstand von den an ihre Klemmen £,ngelG₆'ten Spannungen abhängt, und im Bereich der Zusammenschaltung der Übertra.£ungBleitun_tJen (G_n, G„) angeordnet ist.

6 'S

weiterhin die Schaltung se lenient e (d.., d^) veränderlichen ScLeinwiaerstanäe an die linden eine's den Ausgangsscheinwiderst-iid des vorgenannten Stromkreises bildenden Leiters (L.. L^f-) geeoualtet Dind, der,' von einem gleich_ü-erichteten Strom dop-' peltox' Grundfre uenz durchflossen, teinei-seite zur Erzeugungeintr oder mehrerer Wellen doppelter Frequenz des gewählten ■Veilentypes in der oder den AuB£';aiv;sleittin.:,en (G ) vorgesehen und in seiner lii-cte von einem leite'uaeu Puso (mn) abgestützt iüt, der deix iJiji-^.i:^ des ^exif.i:.nten Stromloreitjes bildet und so ou^oordnet i&t, ti. -~\: er aurc·:. c.j.e einfallenden Wellen der E in/; .-..Xi,-, si ei tun;;; bzw, -leitungen (G ) erregt wer der. kann« *

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2, Frequenzverdoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. dass als Ein- und Ausgangsübertragungsleitumcen (G₆, G_Q) auf gleicher Achse angeordnete Reci.teckhohlleiter vorgesehen und die vorzugsweise in Abhängigkeit der Vorspannung veränderliche Kapazität besitzenden und inileihe ge>,chc.ltetün halbleiterdioden (d^, ä.¹ A an den Enden eines geradlinig ausgebildeten Leiters flL Ii¹A befestigt sind, der den zu der einen V/and (a) des liingangshohlleiters (G_Q) parallelen ^uerarm einer in einer zur Achse beider Hohlleiter (G . G) senk^ rechten Ebene an deren Verbindungsstelle gelegenen T-StUtze bildet, deren anderer, den leitenden Fuss dr-rstellender Arm (mn) senkrecht auf der Mitte dieser hohlleiterwancl (a) befestigt ist j und die freien Elektroden entgegengesetzter Art der beiden Dioden uit der hasse des liingangshohlleiters (G ) UDGr dessen zu aer genannten Hohlleixerv.'^nd (a) senkrechte \f'änäe (b) aurchquereade isolierte Ausijenge (c, c*) und über dereu Xapaüitäten gegenüber LIasse diesos Hohlleiters in H-vbenBchluss liegende VorspannungswiderstCncG (d^_t R* A verbunden sind«

^₀ ireciuenzverdopplei· nacii Anspruch 1_); daauroii gekennzeichnet», dass die beiden Halbleiterdioden (dy» d^l _?) synmietrischj nanlicii in 2eihe unt> eritgegeagesetzt, an den Lnden dos -iuerarjüs (Lo L ¹A der T-Stiitze t'ngeordnot sini, die parallel zur einen ■,iuiici. (b) des Ein₀anjshohlleixers (G ) gehalten und deren fuss' (mn) i.dt dor >-itte uieoer Vc:-". (b) vorbunuen iet_t und die

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freien Elektroden gleicher Art der beiden Dioden mit der Hasse des Eingangshohlleiters (G- ) über isolierte Durchführungen (c, c¹) und Vorspsinnungswiderstände (R-o* R'p) verbunden sind.

j 4. Fre-iuenzverdoppler nc eh Anspruch 2 oder 3» dadurch gekenn— j zeichnet, dass die Ein- und Ausgangshohlleiter (G-, G) ge-

kreuzt sind, nämlich deren entsprechenden Wände (a, a¹), de- \ ' reti Bemessung die Grenzfreouenz fi"ir einen gewählten Wellen— typ, z.13» die H₀₁-VZeIIe, bestimmt, aufeinander senkrecht stehen und derart berechnet sind, dass die einfallenden Wellen ί der Frequenz f in den Eingangshohlleiter (G-) und die aus— : tretenden Wellen mit der Frequenz 2f in den Ausgt.ngshohllei- \ . ter (G ). übertragen werden, während die Abmessungen der zu

ihnen eenkreciit stehenden liohlleiterwände (b, b^f) so berechnet sind, dass die Störwellen der Frequenz f zum Ausgangshohllei-ί ter und die Wellen der Frequenz 2f zum Eih-sangshohlleiter fwTr den komplementüreu l/eLlentyp der gewählten Wellenart, beispielsweise fur die IL₀-WeIIe, gesperrt werden.

'^: * 5« Fre.-.uonzverJoppler nccL Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, :% ■ ■

da,ss d_e Uingcnss üb er tr-a^ungs leitung aus einer in die Aclise des ÄU^i-iu-shohlleiters (G„) imndenden Koaxialleitung (Qoe) besteht, deren Ilitteiieiter den Euss der in der durch die kleine Aclise des „Uis gan^ sr echt eckhohl le it er s Te rlc-iuf enden Symnetrieebene gelegenen T-Stütze bildet, deren Quera.ru

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(Iu: ϊι¹ λ) an seinen Enden die beiden in Reihe geschalteten. Harbleitqrdioden (α-,-d¹-) veränderlicher Kapazität tr"gt, ,-deifekn frei©S^fktroden entgegengesetzter Art an die Hasse des Ausgangshohlleiters über dessen grosae Wände (a) durchquerende isolierte Ausgänge (c, c¹) und Yorspannungswider-Btande (E-J ^'"j) angeschlossen sind (fij. 6).

6. Pr^|(enzyerdoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ötass der Mittelleiter der Ausgangslcoaxi&lleitung (Cos) den Fugs, dör in der durch die kleine Achse des Mn^angsrechteckh.ojii loiters verlaufenden, Symmetrie ebene gelegenen !D-Stütze fe an den .Enden deren Querarms (L₂ L^) die beiden ent-

geschalteten Halbleiterdioden (dg» d'g) veränderlicher Kapazität befestigt sind, deren freie Elektroden gleicher Art an die Masse des Eingangsliohlleitefs über dessen grösse Wände (a) durchquerende isolierte Durchführungen (ο» o¹) und Vorspannungswiderstände (H₂> R'₂) angeschlossen (Fig. 7).

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