DE1491905A1

DE1491905A1 - Parametrischer Verstaerker mit Kapazitaetsdiode

Info

Publication number: DE1491905A1
Application number: DE19661491905
Authority: DE
Inventors: Dodson John Arthur
Original assignee: G&E Bradley Ltd
Current assignee: G&E Bradley Ltd
Priority date: 1965-01-13
Filing date: 1966-01-11
Publication date: 1969-10-02
Also published as: US3378690A; NL6600347A; FR1469263A; SE319534B; GB1092214A

Description

(J & E Bradley Limited, Neasden Lane, London, N.W. 10,England

Parametrischer Verstärker mit Kapazitätsdiode

Die Erfindung betrifft parametrische Verstärker, Frequenzumsetzer und Prequenzvervielfacher, in denen Kapazitätsdioden verwendet sind. "

In einem parametrischen Verstärker wird die Energie eines Signales einer bestimmten Frequenz mittels eines Pumpsignals einer anderen Frequenz dadurch erhöhet, daß eine Energieübertragung vom Pumptsignal auf das erste Signal stattfindet. Um eine solche Energieübertragung möglich zu machen, ist noch ein drittes Signal notwendig, ein sogenanntes Blindsignal, dessen Frequenz gleich der Differenzfrequenz zwischen dem ersten und dem Pumpsignal ist. Wenn ein Verstärker mit einer Kapazitätsdiode als Breitbandverstärker ausgelegt sein, soll, muß auch der Schaltungszweig für das Blindsignal breitbandig ausgelegt sein. Eine ausreichen- λ de Bandbreite war bisher für diesen Schaltungszweig für das Blindsignal nur schwer zu erreichen und erforderte einen komplizierten Schaltungsaufbau· Trotzdem konnte dieser Schaltungszweig nur in einem kleinen Signalfrequenzbereich ansprechen, sofern nicht größere .änderungen in diesem Schaltungszweig durchgeführt wurden.

In einem parametrischen FrequenzverTielfacher mit einer Kapazitätsdiode wird ein Signal mit der Grundfrequenz der Diode zugeführt, und es werden daraus Signale höherer harmonischer Frequenzen erzeugt. Wenn als Au^gangssignale die dritten oder noch höhere Harmonisches? verwendet werden sollen, müssen die'Signale der niedrigeren Harmonischen a'bge-

0/0464 bad original

U91905

leitet werden. Wenn beispielsweise das Ausgangssignal die dritte Harmonische ist, muß ein Schai-tungszweig für die zweite Harmonischer vorgesehen sein. Der Hauptvorteil der Erfindung liegt im Hinblick auf Frequenzvervielfacher mit Kapazitätsdioden in dem gestegerten Wirkungsgrad solcher Vervielfacher. Es wurde beispielsweise bei einem Frequenzverdreifacher, dessen Ausgangssignal eine Frequenz von 56 GHz hatte, ein Wirkungsgrad bis zu 50 % erreicht.

Bei Aufwärts-Umse tzern mit Kapazitätsdioden wird der Diode ein Signal mit der Frequenz f-, zusammen mit einem Pumpsignal ™ der Frequenz f₂ zugefüh t. Dann können an der Diode Signale der Frequenz f^ + f₂ und f₁ - f₂ abgenommen werden. Bei solchen FrequerEumsetzern wird durch die Erfindung nicht nur der Wirkungsgrad gesteigert.'Gleichzeitig ist es durch die Erfindung auch möglich, die Anzahl der notwendigen Filter zu verringern.

Ein parametrischer Verstärker mit einem Wellenleiter, in den eine Kapazitätsdiode eingesetzt ist, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Well nleiter in zwei verschiedenen Gebieten zwei unterschiedliche Grenzfrequenzen besitzt, und daß die Kapazitätsdiode in das Wellent leitergebiet mit der niedrigeren Grenzfrequenz eingesetzt ist.

Als Wellenleiter soll hier jede Übertragungsleitung verstanden sein, die eine untere Grenzfrequenz aufweist, so daß Signale unterhalb d eser Grenzfrequenz nicht mehr weiter geleitet werden können.

In einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist der Wellenleiter als Rechteckwellenleiter ausgeführt und hat in beiden tfellenleitergebieten den gleichen Querschnitt. Die Grenzfrequenz wird in dem wellenleitergebiet, in den die Diode eingesetzt ist, durch ein festes Dielektrikum herabgesetzt, das die Kapazitätsdiode umgibt.

909840/0464

BAD ORIGINAL

U91905

Die Grenzfrequenz kann in dem einen Wellenleitergebiet auch auf andere Weise herabgesetzt werden, beispieleweise durch Einsetzen eines Steges in dieses Gebiet oder durch Verwendung eines anderen Querschnittes.

Sie Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildtaigen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden.

Pig. 1 ist ein Schnitt durch einen parametrischen Verstärker nach der Erfindung .

Pig. 2 ist ein Schnitt durch einen Frequenzvervielfacher nach der Erfindung.

Pig. 3 ist ein Schnitt durch einen Frequenzumsetzer nach der Erfindung.

In der Pig. 1 wird das zu verstärkenden Signal durch einen Wellenleiter 10 herangeführt, der durch einen Jteg 11 überbrückt ist. An dieser Stelle ist eine Koaxialleitung 12 an den Wellenleiter 10 angekoppelt. Der Innenleiter der Koaxial- f leitung 12 trägt an dem einen Ende eine Kapazitätsdiode 13. Die Kapazitätsdiode 13 ist quer zur Mitte des Wellenleiters H angeordnet und erstreckt sich in Richtung der kleinsten Querschnittsdiinension des Wellenleiters 14. Der Wellenleiter H führt das Pumosignal heran. Die Kapazitätsdiode 13 ist von einer Jcheibe 15 aus Polytetrafluoräthylen (im folgenden Teflon genannt) umgeben. Die Dicke der Scheibe ist gleich der Länge der Kapazitätsdiode 13. Die Teflonscheibe 15 erstreckt sich in Längsrichtung den Wellenleiter H entlang und weist eine Länge auf, die etwa der Wellenlänge des Blind-

909840/0464

BAD ORIGINAL

H91905

eignalß entspricht, also eines Signalee, dessen Frequenz gleich der Differenz aus der Signal- und der Pumpfrequenz ist.

Die Grenzfrequenz des Wellenleiters 14 liegt höher als die Frequenz des Blindsignales. In der Umgebung der Diode 13 wird diese Grenzfrequenz Jedoch durch die Teflonsoheibe herabgesetzt, so daß sich das Blindsignal in dieser Hegion des Wellenleiters ausbrei en kann·

Das Ende der Diode 13, das der Koaxialleitung 12 gegenüberliegt, ist in einem Anpaseungstab 16 gehaltert, der in der Mitte der breiten Seite des Wellen8£fcers 14 befestigt ist· Der Anpassungsstab 16 dient gleichzeitig zusammen mit einem Kolben 17 dem richtigen Abschluß des Wellenleiters 14. Außerdem wird durch den Stab 16 un den Kolben 17 die Pumpenergie auf die Kapazitätsdiode konzentriert. Da die Kopplung zwischen dem Kreis für das Blindsignal und der Diode 13 zum Teil von dem Luftspalt 18 zwischen der Scheibe 15 und dem Anpassungsβtab 16 abhängt, ist es möglich, den Verstärker zusammen mit einemjpnzen Satz unterschiedlicher Diodeneu verwenden. Hierzu braucht man nur den Spalt 18 einstellbar zu machen.

Das Blindsignal und das Pumpsignal können den Signalwellenleiter 10 nicht erreichen, da das Blindsignal durch die Drossel 19 un-d das Pumpsignal durch dLe Drossel 20 daran gehindert werden.

Da das Blindsignal auf das Gebiet der Teflonscheibe beschränkt ist, können die Schaltkomponenten,aus denen der Schaltungszweig für das Blindsignal aufgebaut ist, sehr nahe an der Diode 13 angeordnet werden. Die Eigenschaften des Schaltungszweiges für das Blindsignal hängen daher in einem breiten Frequenzbereich nur noch wenig von der Frequenz selber ab, so daß sich die Bandbreite von selbst ergibt, die der Schal-

909840/0464

BAD ORIGINAL

U91905

tungazweig für das Blindsignal haben soll· Das Umgeben der Kapazitätsdiode mit einer Teilonscheibe hat den weiteren Vorteil, daß die Kopplung zwisohen dem Schal tungezweig für das Blindsignal und der Kapazitätediode fester wird, so daß der Gesamtwirkungsgrad ansteigt.

Während des Betriebs gehtjdas Eingangssignal duroh einen nioht gezeigten Zirkulator hindurch, läuft den Wellenleiter 10 entlang und erreioht über die Drosseln 19 und 20 die Diode« Das Ausgangssignal durchläuft den gleichen Weg, jedoch in umgekehrter Richtung. Es läuft also von der Diode zum Zirkulator zurück, und tritt dann am Zirkulator an einer anderen | Stelle wieder aus, so daß sich Eingangssignal und Ausgangssignal nicht stören.

In dLnem Ausführungsbeispiel wurde in einem parametrischen Verstärker ein Pumpsignal von 27,0 Q-Hz verwendet, um eine Signalfrequenz von 7,1 GHz zu verstärken. In dem Wellenleiter für das Pumpsignal konnte sich das Blindsignal, das eine Prequenz von 19»9 GHz besaß, nicht ausbreiten, da die Grenzfrequenz des Wellenleiters bei 2(1 GHz lag· In dem Gebiet der Kapazitätediode setzte die Teflonscheibe jedoch die Grenzfrequenz auf einen Wert von wegniger als 19»9 GHz herab. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde im 7 GHz-Bereich eine Bandbreite von 200 bis 400 NHz erzielt. {

Hun aoll der Frequenzvervielfacher nach Pig. 2 beschrieben werden. Über den Wellenleiter 20 wird ein Signal von Grundfrequens herangeführt, das über eine öffnung 23 an eine Kapazitätsdiode 21 angekoppelt ist, die quer in einemJWellenleiter 22 sitzt· Die Diode 21 ist von einer Teflonscheibe 24 umgeben, die den Wellenleiter 22 ausfüllt· Die Abmessungen des Wellenleiter 22 sind so gewählt, daß der Wellenleiter 22 die dritte Harmonische, nioht jedoch die zweite Harmonische weiterleiten kann. Das ist nur im Gebiet der Tgflonscheibe möglich. Um den Wellenleiter 22 an einem Ende abzuschließen, wird ein Kurzschlußkolben 25 verwendet.

909840/0464

BAD ORfGfNAL

H91905

DiqfDiode sitzt auf einem Stab 26, dessen elektrische Länge gleich einer Viertel Wellenlänge der Grundfrequenz ist. Der Stab 26 is*, daher ein Resonanzgebilde und trägt zu einer festen Kopplung zwischen dem Eingangswellenleiter 20 und der Diode 21 entscheidend bei· Die elektrische Länge des Stabes 26 unterscheidet sioh jedoch der Streureaktanzen wegen von einer Dreiviertel Wellenlänge der dritten Harmonischen. Die Einkopplung der dritten Harmonischen in den Wellenleiter 20 kann daher vernachlässigt werden.

An dem Ende der Diode 21, das auf de- anderen Seite wie der Stab 26 liegt, ist ein Stab 27 vorgesehen, dessen Stellung in senkrechter Richtung geändert werden kann, um die Diode an den Wellenleiter 20 anzupassen.

Das Dielektrikum braucht den Wellenleiter 22 nicht auszufüllen, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist. Die Abmessungen des Dielektrikums in den verschiedenen Richtungen des Wellenleiters sollen jedoch so gewählt werden, daß sie den Anpassungsbedingungen genügen·

Es ist günstig, die elektrisohe Gesamtlänge des Dielektrikums in der Ausbreitungsrichtung innerhalb des Weilenleiters 22 so zu wählen, daß diese Länge eine Resonanzlänge für die zwei· te Harmonische darstellt. Wenn jedcch in dem Wellenleiterabschnitt, in dem das Dielektrikum sitzt, mehrere Harmonische aufrecht erhalten werden sollen, also beispielsweise die zweite und die dritte Harmonische bei der Verwendung der fünften Harmonischen als Ausgangssignal, dann können die Dimensionen des Dielektrikums links und rechts der Diode so gewählt sein, daß eine Resonanz bei der zweiten und bei der dritten Harmonischen auftritt. Wenn nun in dem Wellenleiterabschnitt, in dem das Dielektrikum sitzt, drei Harmonische aufrecht erhalten werden sollen, kann man die gesamte elektrische Länge des Dielektrikums auf die niedrigste dieser

909840/046* bad original

U91905

Harmonischen abstimmen, während die Teile linke und rechte der Diode auf den anderen beiden Harmonischen sohwingen können« Auf diese Weise kann eine Frequenzmultiplikation um den Faktor 16 erzielt werden, da der Schal tu ngszweig für das Blindsignal mit ResonanzBtellenfür die zweite, die dritte und die fünfte Harmonische ausgestattet werden kann. Dieser Schaltungszweig kann dann auf solche Harmonische führen, die Vielfache der eben erwähnten Harmonischen sind. In der Praxis hat βloh jedoch herausgestellt, daß für bestimmte Harmonische keine besonderen Schaltungszweige vorgesehen werden müssen.

In der Pig. 2 ist es nicht notwendig, den Schaltungszweig, der die zweite Harmonische führt und sie am Erreichen des " Vervielfachereausgangs hindert, komplex aufzubauen. Zusätzlich ist der Wirkungsgrad hoch, da die Teflonsoheibe für eine feste Kopplung zwischen den Scha tungszweigen für die Blindsignale und der Diode sorgt· Außerdem ist als weiterer Vorteil die Bandbreite groß, wi da die Bauelemente, die den Schaltungszweig für das Blindsignal bilden, dicht an der Diode angeordnet sind und da deswegen die Frequenzabhängigkeit der Eigenschaften dieses Schaltungszweigee nur gering ist. Frequenzvervielfacher sollen besonders dann eine große Bandbreite haben, wenn das Eingangssignal frecjenzmoduliert ist. Das gilt auch für Frequenzumsetzer, in denen die Eingangsfrequenzen zu höheren Frequenzen hin umgesetzt werden. |

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Wellenleiter 20 durch eine Koaxialleitung ersetzt werden, die bei Bedarf mit einem Stufentransformator ausgerüstet werden kann, um sie an den Diodenschaj-tkreis anzupassen.

Nun soll der Frequenzumsetzer oder Aufwärts-Umsetzer aus Fig. 3 beschrieben werden. Ein Pumpsignal mit der Frequenz f₂ breitet sich in einem Wellenleiter 34 aus und wird über eine Blendenöffnung 35 an eine Kapazitätsdiode angekoppelt. Das Pumpsignal kann der Drossel 31 wegen die Koaxialleitung

909840/0464

BAD ORfGHNAL

30 nicht erreichen. An der Diode werden Signale der Frequenz f + £j und der Frequenz f₂ - f., erzeugt, die sich in einem Wellenleiter 36 ausbilden können. Die Grenzfrequenz des Wellenleiters 36 iet nie^W als die Frequenz fg + f-j» jedoch höher ale die Frequenz f₂ und liegt somit auch oberhalb der Frequenz f₂ - f*. Daher können in dem Wellenleiter 36 nur Signale der Frequenz fg + f-j weitergeleitet werden. Die Diode ist von einer Teflonecheibe 37 umgeben, die die Grenzfrequenz in diesem Gebiet so weit herabsetzt, daß auch Signale der Frequenz f₂ oder bei Bedarf auch Signale der Frequenz fg-f-j dort angefacht werden können. Wie im Falle von Frequenzvervielfachern werden die elektrischen Längen d er Teflonscheibe links und rechts der Diode und/oder die Gesamtlänge der Teflonscheibe so gewählt, daß sich Resonanzlängen für die Frequenz oder die Frequenzen ergeben, die in dem Gebiet der Teflonscheibe angefacht werden sollen.

Die Teflonscheibe erhöht den Koppelgrad zwischen dem Pumpkreis und der Diode und verbessert dadurch den Wirkungsgrad. Ausgangsfilter brau hen nicht verwendet zu werden, da der Ausgangswellenleiter 36 nur das Ausgangssignal weiterzuleiten vermag. Filter sind nur erforderlich, um die Pumpquelle von Signalen der Frequenzen f^, f₂ + f^ und f₂ - f₁ freizuhalten.

Die Anpassung zwischen der Koaxialleitung 30, den bdden Wellenleitern und der Diode kann durch die Dimensionierung der Teflonscheibe 37 erreicht werden, deren Abmessungen sowohl längs als auch quer zum Wellenleiter 36 nicht konstant zu sein brauchen. Die Teflonscheibe kann auch den ganzen Querschnitt des Wellenleiters 36 ausfüllen. Die Anpassung kann auch durch die vertikale Einstellung des Stabes 38 beeinflußt werden.

In einer anderen AuεfUhrungsform wird für die Zuführung der Pumpenergie an Stelle des Wellenleiters 34 eine Koaxialleitung benutzt. Man kann die Kapazitätsdiode, die von einem

909840/0464

BAD ORIGINAL

Dielektrikum umgeben ist, auch in einen Wellenleiter einsetzen, dessen Grundfrequenz unterhalb der Pumpfrequenz liegt, in dem sich aber Signale der frequenz f₂ - f-j nioht fortpflanzen können, es sei denn im Dielektrikum selbst. Ein Signal der Frequenz f₁ kann der Diode dann mittels einer Koaxialleitung oder eines Wellenleiters zugeführt werden, während die Ausgangsfrequenz f₂ - f-j mittels einer weiteren Koaxialleitung oder eines weiteren Wellenleiters ausgekoppelt werden kann·

In allen Ausführungsformen kann die Vorspannung für die Diode automatisch erzeugt werden, wie es dargestellt ist· Genau so ist es möglich, die Diode auf übliche Weise mit " Gleichstrom vorzuspannen«

Wenn das Dielektrikum anstelle desjenigen dielektrischen Materials verwendet wird, in das die Diode einkapselt ist, muß die dielektrische Kapsel für die Diode so groß sein, daß die Grenzfrequenz nach niedrigeren Werten hin verschoben werden kann, so daß in der dielektrischenKapsel selbst Frequenzen angefacht werden können, - in Fig· 1 beispielsweise die Freuenz f₂ und in der Fig. 3 beispielsweise die Frequenz ^""^I " ^d*^e u*¹^⁶¹^¹⁰!** der normalen Grenzfrequenz liegen.

Wenn eine höhere Ausgangsleistung gewünscht wird, kann man statt der Verwendung einer einzigen Kapazitätsdiode mehrere solcher Dioden parallel schalten.

Das dielektrische Material kann auch ein flüssiges oder ein gasförmiges Dielektrikum sein, das auf den Raum um die Diode herum begrenzt ist·

909840/0464

BAD ORfGfNAL

Claims

H91905

Patentansprüche

1. Parametrischer Verstärker mit einem Wellenleiter, in den eine Kapazitätsdiode eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Wellenleiter mit zwei Gebieten von unterschiedlicher Grenzfrequenz ausgestattet ist, und daß die Kapazitätsdiode in das Gebiet mit der niedrigeren Grenzfrequenz eingesetzt ist.

2. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Wellenleitergebiet mit der niedrigeren Grenzfrequenz ein Dielektrikum enthält, dessen Dielektrizitätskonstante höher als die Dielektrizitätskonstante des anderen Wellenleitergebietes ist.

3. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet , daii das Dielektrikum in dem Wellenleitergebiet mit der niedrigeren Grenzfrequenz ein festes Dielektrikum ist.

4. Parametrischer Verstärker nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiterquerschnitt in den beiden Gebieten unterschiedlicher Grenzfrequenz gleich ist.

5. Parametrischer Verstärker zur Signalverstärkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -4, in dem das zu verstärkende Signal der Frequenz f_ der Kapazitätsdiode über eine Eingangsleitung augeführt ist, und in dem der Diode Pumpenergie der Frequenz f über das Wellenleitergebiet mit der höheren Grenzfrequenz zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Grenzfrequenz im Wellenleitergebiet mit der höheren Grenzfrequenz unterhalb f , jedoch oberhalb f_p-f_B liegt, und daß die Grenzfrequenz

im Wellenleitergebiet mit der niedrigeren Grenzfrequenz unter-

909840/046Λ

BAD ORIGINAL

halb f - f_e liegt, so daß in dem Wellenleitergebiet mit der niedrigeren ßrenzfrequenz ein Blindsignal mit der Frequenz f_T = f -f_ angefacht werden kann.

JL ρ B

6. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 5, soweit Anspruch 5 von Anspruch 3 oder 4 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Z änge des festen Dielektrikums in Richtung der Wellenausbreitung im Wellenleiter gleich einer ResonanzläHglänge bei der Frequenz fj ist.

7. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die f Eingangsleitung Drosseln für die Pum; die Blindsignalfrequenz f_T aufweist.

8. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsieitung eine Koaxialleitung ist, daß der Wellenleiter ein Rechteckwellenleiter ist, und daß die Kapazitätsdiode in den Wellenleiter in Richtung seiner kleinsten Dimension eingesetzt ist, mit ihrem einen Ende in elektrischer Verbindung mit der Wellenleiterwandung bteht und mit ihrem anderen Ende an den Innenleiter der Koaxialleitung angeschlossen ist, der durch eine öffnung in den Wellenleiter hineinragt.

9. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Verbindung zwischen der Weilri^leiterwandung und der Kapazitätsdiode mittels eines von der Wellenleiterwandung hervorspringenden Stabes hergestellt ist, dessai Länge einstellbar ist.

10. Parametrischer Verstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4 zur Verwendung als Frequenzvervielfacher, bei dem ein Eingangssignal der Frequenz f₁ der Kapazitäts-

909840/0464

BAD ORIGINAL

diode über eine Übertragungsleitung zugeführt ist,d a du r c h gekennzeichnet , daß die höhere Grenzfrequenz unterhalb einer Frequenz mf und oberhalb einer Frequenz nf liegt, wobei "m" und "n" ganze Zahlen sind und "m" größer als "n" ist, und daß die niedrigere Grenzfrejienz unterhalb "nf" liegt, so daß im Wellenleitergebiet mit der höheren Grenzfrequenz ein Signal der Frequenz mf abgenommen werden kann, während im Wellenleitergebiet mit der niedrigeren Grenzfrequenz ein Signal der Frequenz nf anfachbar ist.

11. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 10, soweit Anspruch 10 von Anspruch 3 oder 4 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet , daß f + nf = mf ist.

12. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 10,soweit Anspruch 10 von Anspruch 3 oder 4 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet , daß das feste Dielektrikum die Kapazitätsdiode umgibt und in der Portpflanzungsrichtung innerhalb des Wellenleiters eine elektrische Länge aufweist, die für die Frequenz nf eine Resonanzlänge ist.

13. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 10, soweit Anspruch 10 von Anspruch 3 oder 4 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrischen Längen des Dielektrikums in Portpflanzungsrichtung innerhalb des Wellenleiters von der Kapazitätsdiode aus nach links und nach rechts gemessene Resonanzlängen für unterschie dliche niedrigere Harmonische der Frequenz f sind, die unterhalb der Frequenz mf liegen.

14. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Länge des Dielektrikums in der Fortpflanzungsrichtung innerhalb des Wellenleiters eine Resonanzlänge für die dritte Harmonische der Frequenz f ist, und daß die Frequenz "mf" eine noch höhere Harmonische ist.

909840/0464

U91905

-IS15. Parametrischer Verstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, zur Verwendung als Frequenzumsetzer», in dem der Kapazitätsdiode ein Eingangssignal der Frequenz f^ über eine Übertragungsleitung und ein Pumpsignal der Frequenz f₂ über eine weitere Übertragungsleitung zugeführt ist, und in dem ein Ausgangssignal der Frequenz f₂ - f-j von der Diode über eine dritte Übertragungsleitung abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz im Wellenleitergebiet mit der höheren Grenzfrequenz niedriger als fp, jedoch höher als f₂ - f-i ist, und daß die Grenzfrequenz in dem Wellenleitergebiet mit der niedrigeren Grenzfrequenz unterhalb f₂ - f₁ liegt, so daß sich in dem Wellenleitergebiet mit der niedrigeren Grenzfrequenz das Ausgangs signal der Frequenz fp - f., ausbreiten kann.

16. Parametrischer Verstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4 zur Verwendung als Frequenzumsetzer, bei dem der Kapazitätsdiode über eine Übertragungsleitung ein Eingangssignal der Frequenz f.. und über eine weitere Übertragungsleitung ein Pumpsignal mit der Frequenz f„ zugeführt ist, dadurch gekenn ze lehnet, daß die Grenzfrequenz des Wellenleitergebietes mit der höheren Grenzfrequenz unterhalb f₂ + f₁, jedoch oberhalb f« und/oder ±2 - f-j lfe gt, und daß die Grenzfreqi enz in dem Wellenleiterabschnitt mit der niedrigeren Grenzfrequenz unterhalb fp und/ oder f₂ - f₁ liegt, so daii aus dem Wellenleitergebiet mit der höheren Grenzfrequenz ein Ausgangesignal der Frequenz fg. + f* abgenommen werden kann, während in dem Wellenleitergebiet mit der niedrigeren Grenzfreq enz Signale der Frequenz f₂ und/oder f₂ - f₁ anfachbar sind.

17. Parametrischer Verstärker nach Anspruch 15 oder 16, soweit Anepruoh 15 oder 16 von Anspruch 3 oder 4 abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, daß

909840/0464

das feste Dielektrikum die Kapazitätsdiode umgibt und in der Fortpflansungsriohtung innerhalb des Wellenleiters eine elektrisohe Länge aufweist, die nur füridiejenige Frequenz eine Besonanzlänge ist, die in Wellenleitergebiet mit der niedrigeren örenzfrequenz angefacht iat, oder aber in dem Fall, in den in dem Wellenleiterabechnitte mit der niedrigeren Grenzfrequenz Signale unterechiedlieher Frequenz angefacht sind, wobei di· elektrischen Längen des Diele ktrikums in der Fortpflanzungsriohtung innerhalb dee Wellenleiters links und rechts der Diode unterschiedlcih sind und Resonanzlängen für diese unterschiedlichen Frequenzen sind.

" 18· Parametrischer Verstärker nach einem oder mehreren der Ansprüohe 4-19, soweit Ansprüche 4 - 19 von Anspruch 3 abhängig sind, daduroh gekennzei chnet, daß der Wellenleiter rechteckig ist ,und Sas feste Dielektrikum längi der Sohmalseite des Wellenleiters verläuft und diese Sohmaleeite nur ium Teil ausfüllt·

19. Parametriseher Verstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 10-17* dadurch gekennzeiohn · t , daß der Wellenleiter rechteckig ist und daß die Kapazitätsdiode in Blohtung der Schmalseite des Wellenleiters verHift, mit ihrem einen Ende mit einer Wellenleiterwandung in elektrischer Verbindung steht und mit ihrem anderen Ende an den Innenleiter einer Koaxialleitung angeschlossen ist,

20« Parametrischer Verstärker naoh einem oder mehreren der Ansprüche 4-19, soweit die Ansprüche 4-19 τοη Anspruch abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Dielektrikum die Kapasltätsdiods umgibt.

909840/0464