DE1591572C3

DE1591572C3 - Para metric device, especially parametric amplifier

Info

Publication number: DE1591572C3
Application number: DE19671591572
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing.; Brüntrup Heinrich Dipl.-Ing.; 8000 München Garbrecht
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-09-29
Filing date: 1967-09-29
Publication date: 1977-05-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine parametrische Einrichtung, insbesondere einen parametrischen Verstärker, für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einer Kapazitätsdiode als variabler Reaktanz, bestehend aus einer Leitungsverzweigung, in deren Mittenbereich sich die variable Reaktanz befindet, bei der von einer Seite her die Zuführung der Pumpenergie erfolgt und von einer anderen Seite her die Zuführung der Signalenergie, und aus einem belasteten Resonanzkreis : mit dem Impedanzverhalten eines mehrkreisigen Bandfilters für die Hilfsfrequenz oder sogenannte , Idlingfrequenz.
In parametrischen Anordnungen der obenerwähnten Art treten Hilfsfrequenzen auf, von denen wenigstens für die sogenannte Idlingfrequenz ein mit einem | ohmschen Belastungswiderstand versehener Kreis vorgesehen sein muß. Bei einem parametrischen Verstärker besteht z. B. dieser Hilfskreis aus einem auf die Differenzfrequenz zwischen Pumpfrequenz und Signalfrequenz abgestimmten Kreis, bei einem parametrischen Mischer ist der Hilfskreis auf die sogenannte Spiegelfrequenz, bei einem parametrischen Aufwärts-The invention relates to a parametric device, in particular a parametric amplifier, for very short electromagnetic waves with a capacitance diode as variable reactance, consisting of a line branching in the middle area of which is the variable reactance, in which the pump energy is supplied from one side takes place and the signal energy is supplied from another side, and from a loaded resonance circuit: with the impedance behavior of a multi-circuit band filter for the auxiliary frequency or so-called idling frequency.
In parametric arrangements of the type mentioned above, auxiliary frequencies occur, of which at least for the so-called idling frequency one with a | ohmic load resistance provided circuit must be provided. In a parametric amplifier there is e.g. B. This auxiliary circuit consists of a circuit tuned to the difference frequency between the pump frequency and the signal frequency, with a parametric mixer the auxiliary circuit is set to the so-called image frequency, with a parametric upward

umsetzer ist dieser Kreis auf die in die höhere Frequenz umgesetzte Signalfrequenz abgestimmt Um eine große Bandbreite bei derartigen Anordnungen zu erzielen, ist es nun erforderlich, auch diesen Hilfskreis sehr breitbandig auszuführen.converter, this circle is tuned to the signal frequency converted into the higher frequency To achieve bandwidth with such arrangements, it is now necessary to also use this auxiliary circle very much perform broadband.

Dies gelang bei einer Einrichtung der obigen Art gemäß der DT-AS 12 35 386 dadurch, daß der Hilfskreis durch die Eigenresonanzfrequenz der Kapazitätsdiode samt Streuung und Zuleitungsreaktanzen gebildet wurde. Es ergibt sich wegen der Eigendämpfung und der Einkreisausbildung hierdurch eine große Bandbreite.This was achieved in a device of the above type according to DT-AS 12 35 386 in that the auxiliary circuit formed by the natural resonance frequency of the capacitance diode including scatter and feed line reactances would. Because of the self-damping and the single-circuit design, this results in a large bandwidth.

Da diese Bandbreite nicht in allen Fällen ausreichte, wurde schon vorgeschlagen, z. B. durch die DT-AS 12 12 599, den Hilfskreis mehrkreisig nach Art eines Bandfilters aufzubauen. Dies wird dort dadurch bewerkstelligt, daß beidseits des Kreuzungspunktes in der Leitung, an dem die Diode angeordnet ist, je ein λ/2-Resonator als Stichleitung angekoppelt ist. Die Verkopplung mit der Diode geschieht durch elektromagnetische Felder.Since this bandwidth was not sufficient in all cases, it has already been suggested, e.g. B. by the DT-AS 12 12 599, to build up the auxiliary circuit in the manner of a band filter with multiple circuits. This is there because of this accomplished that on both sides of the crossing point in the line at which the diode is arranged, one each λ / 2 resonator is coupled as a stub line. The coupling with the diode is done by electromagnetic means Fields.

Es wurde ferner auch schon z. B. durch die DT-AS 11 79 275 angeregt, den Idlerkreis zusätzlich zu bedampfen, um die Bandbreite zu erhöhen.It has also been z. B. suggested by the DT-AS 11 79 275, the idler circle in addition to steam to increase the bandwidth.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der sich die Bandbreite unter Zuhilfenahme einfacher Mittel noch weiter vergrößern läßt und die Abstimmung der Kreise noch mehr vereinfacht wird.The invention is based on the object of specifying an arrangement of the type mentioned at the beginning the bandwidth can be increased even further with the help of simple means and the vote the circle is simplified even more.

Diese Aufgabe wird bei der parametrischen Einrichtung, insbesondere beim parametrischen Verstärker, für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einer Kapazitätsdiode als variabler Reaktanz, bestehend aus einer Leitungsverzweigung, in deren Mittenbereich sich die variable Reaktanz befindet, bei der von einer Seite her die Zuführung der Pumpenergie erfolgt und von 35-einer anderen Seite her die Zuführung der Signalenergie, und aus einem belasteten Resonanzkreis mit dem Impedanzverhalten eines mehrkreisigen Bandfilters für die Hilfsfrequenz oder sogenannte Idlingfrequenz, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der eine Kreis des Hilfskreises aus den Ersatzreaktanzen der Diode selbst gebildet wird und der andere Kreis durch die Parallelkapazität zu den Diodenanschlüssen und durch eine zusätzliche mit Verlusten behaftete Induktivität in Form eines oder mehrerer Leitungsabschnitte gebildet wird, der/die derart mit der Diode verbunden ist/sind und so dimensioniert ist/sind, daß die für Resonanz mit der Parallelkapazität bei der Idlingfrequenz erforderliche Größe der Induktivität erreicht wird, d. h. durch (eine) Leitung(en), deren elektrische Länge kleiner als λ/4 ist, worin λ die mittlere Wellen- der Hilfsschwingung ist.In the parametric device, especially in the parametric amplifier, this task is performed for very short electromagnetic waves with a capacitance diode as variable reactance, consisting of a line branching in the middle of which is the variable reactance, in which the pump energy is supplied from one side and from another side the supply of the signal energy, and from a loaded resonance circuit with the impedance behavior of a multi-circuit band filter for the auxiliary frequency or so-called idling frequency, solved according to the invention in that one circuit of the auxiliary circuit is formed from the equivalent reactances of the diode itself and the other circuit is formed by the parallel capacitance to the diode connections and by an additional lossy inductance in the form of one or more line sections, which is / are connected to the diode and is / are dimensioned so that the for Reso nanz with the parallel capacitance at the idling frequency required size of the inductance is achieved, ie by (a) line (s) whose electrical length is less than λ / 4, where λ is the mean wave of the auxiliary oscillation.

Als günstig hat sich eine Anordnung erwiesen, bei der der eine Anschluß der Diode für die Hochfrequenz mit dem Gehäuse eines Hohlleiterresonators verbunden ist, in dessen Mitte sie sich befindet und dessen Wände zur Bildung des zweiten Resonanzkreises zusammen mit der Diodenparallelkapazität die notwendige Induktivität herstellen. Hierbei ist es günstig, wenn zur Bildung einer ohmschen Belastung für den Hilfskreis die Wände des Hohlleiterresonators zumindest in ihren Außenbezirken mit einer Graphitschicht überzogen sind.An arrangement has proven to be favorable in which one connection of the diode for the high frequency is connected the housing of a waveguide resonator is connected, in the middle of which it is located and whose walls to Formation of the second resonance circuit together with the diode parallel capacitance, the necessary inductance produce. It is advantageous here if the walls are used to create an ohmic load on the auxiliary circuit of the waveguide resonator are coated with a graphite layer at least in their outer districts.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Prinzips besteht darin, daß die Induktivität zur Bildung des zweiten Resonanzkreises aus zumindest einem zusätzlichen, an die Anordnung angesetzten Hohlleiterabschnitt besteht, dessen Grenzfrequenz im Bereich oberhalb der Hilfsfrequenz liegt. Bei dieser Anordnung ist es zweckmäßig, den Belastungswiderstand für den Hilfskreis durch einen oder mehrere verlustbehaftete Stifte zu realisieren, die hinreichend nahe an der Diode in den Hohlleiter eintauchen.Another advantageous embodiment of the principle according to the invention is that the inductance for Formation of the second resonance circuit from at least one additional, attached to the arrangement Waveguide section exists whose cutoff frequency is in the range above the auxiliary frequency. At this It is useful to arrange the load resistance for the auxiliary circuit through one or more Realize lossy pins that are sufficiently close to the diode in the waveguide.

Eine weitere einfache und vorteilhafte Anordnung nach der Erfindung besteht darin, daß zur Bildung der für den Hilfskreis notwendigen Induktivitäten eine koaxiale Stichleitung an den der Signalzuführungsleitung gegenüberliegenden Diodenanschluß angesetzt ist, die derart bemessen ist, daß an der Diode die notwendige Induktivität erscheint, wobei Vorsorge getroffen ist, daß sämtliche anderen Anschlußleitungen, z. B. die für die Signalfrequenz, am anderen Diodenanschluß im Hilfsfrequenzbereich einen Kurzschluß bilden, und daß ferner wenigstens am Ende des Koaxialleitungsabschnitts, beispielsweise auf oder in dessen Kurzschlußplatte, ein verlustbehaftetes Material eingebracht ist.Another simple and advantageous arrangement according to the invention is that to form the a coaxial branch line to the signal feed line opposite diode connection is set, which is dimensioned such that the diode on the necessary inductance appears, whereby care has been taken that all other connecting lines, z. B. form a short circuit for the signal frequency at the other diode connection in the auxiliary frequency range, and that further at least at the end of the coaxial line section, for example on or in it Short-circuit plate, a lossy material is introduced.

Eine in jeder Hinsicht den Forderungen, die der Erfindung zugrunde liegen, am besten nachkommende Einrichtung besteht darin, daß sich in der vorzugsweise als Koaxialleitung ausgebildeten Signalzuführungsleitung eine für die Hilfsfrequenz wirksame Radialsperre befindet, die in derartiger Entfernung vom Ort der Diode in der Zuleitung angebracht ist, daß an dem mit dieser Zuleitung verbundenen Anschluß der Diode die zur Bildung des zweiten Hilfskreises notwendige Induktivität erscheint während der andere Anschluß der Diode hochfrequenzmäßig am Gehäuse der Leitungskreuzung liegt Bei dieser Einrichtung kann die notwendige Dämpfung mit Vorteil durch dämpfende Elemente, insbesondere Stifte, verwirklicht werden, die innerhalb der Radialsperre angeordnet sind.One that best meets the requirements on which the invention is based in every respect The device consists in that in the signal feed line, which is preferably designed as a coaxial line a radial lock effective for the auxiliary frequency is located at such a distance from the location of the Diode is attached in the lead that the connection of the diode connected to this lead necessary inductance to form the second auxiliary circuit appears while the other terminal of the The high-frequency diode is on the housing of the line crossing necessary damping can be realized with advantage by damping elements, in particular pins, which are arranged within the radial lock.

Die notwendige Induktivität bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann mit Vorteil auch dadurch gewonnen werden, daß etwa am Ort der Diode eine kurze koaxiale Stichleitung von dem der Signalzuleitung abgewandten Diodenanschluß abgezweigt ist die in unmittelbarerer Diodennähe durch eine auf dem Innenleiter befindliche kapazitive Scheibe begrenzt ist und die am anderen Ende durch eine vorzugsweise die notwendige Belastung mittels einer aufgebrachten Dämpfungsschicht bildende Abschlußscheibe geschlossen ist, und deren Innenleiter derart dünn gewählt ist, daß die notwendige Induktivität mit der Scheibenkapazität und der Gehäusekapazität der Diode erreicht wird.The necessary inductance in the device according to the invention can also advantageously be achieved thereby be obtained that approximately at the location of the diode a short coaxial stub line from that of the signal line remote diode connection is branched off in the immediate vicinity of the diode by one on the Inner conductor located capacitive disc is limited and the other end by a preferably the necessary load closed by means of an applied damping layer forming cover plate is, and the inner conductor is chosen so thin that the necessary inductance with the disk capacitance and the package capacitance of the diode is achieved.

Bei jeder der vorgenannten Einrichtungen zur Verwirklichung des Erfindungsprinzips ist es vorteilhaft, eine vorzugsweise variierbare Anordnung zur Vergrößerung der Diodenkapazität vorzusehen, wie eine am hochfrequenzmäßig hochliegenden Anschluß der Diode befindliche hutförmige Erweiterung ihrer Fassung oder ein Rohr, das den einen Anschlußkontakt der Diode und gegebenenfalls auch einen Teil der Diode selbst umschließt. Ebenso ist es zweckmäßig, die die zusätzliche Induktivität bildenden Elemente variabel auszubilden, z. B. als Kurzschlußschieber.In each of the aforementioned devices for implementing the principle of the invention, it is advantageous to provide a preferably variable arrangement for increasing the diode capacitance, such as an am high-frequency connection of the diode located hat-shaped extension of its socket or a tube that has one connection contact of the diode and possibly also part of the diode itself encloses. It is also expedient to vary the elements forming the additional inductance to train, e.g. B. as a short circuit slide.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die inneren Reaktanzen der Diode selbst als erster Hilfskreisresonator ausgebildet sind, während der zweite Hilfskreisresonator im wesentlichen durch die parallel zu diesen Reaktanzen erscheinende Halterungskapazität und gegebenenfalls Zusatzkapazitäten sowie einer zusätzlichen Induktivität erzeugt wird, läßt sich ein einfacher Aufbau der parametrischen Einrichtung erreichen bei gleichzeitiger gegenüber den bekannten Einrichtungen wesentlich einfacherer Abstimmung und größerer Bandbreite.The fact that in the device according to the invention the internal reactances of the diode itself are the first Auxiliary circuit resonator are formed, while the second auxiliary circuit resonator essentially by the Holding capacity appearing parallel to these reactances and, if applicable, additional capacities as well an additional inductance is generated, a simple structure of the parametric device achieve much simpler coordination and at the same time compared to the known facilities greater bandwidth.

Bei der Anordnung, die mit einem Hohlleiterresonator für die Hilfsfrequenz arbeitet, ist eine sehr einfache Verwirklichung des erfindungsgemäßen Prinzips und außerdem eine sehr einfache Möglichkeit zur Abstimmung des Resonators, bzw. der hierdurch gebildeten Induktivität, mittels Hohlleiterkurzschlußschiebern möglich. Die Anordnung, bei der die Grenzfrequenz des Hohlleiters oberhalb der Hilfsfrequenz liegt, läßt sich vorteilhaft dazu benutzen, um gleichzeitig durch diese Hohlleitung die Pumpfrequenz zuzuführen.The arrangement that works with a waveguide resonator for the auxiliary frequency is very simple Realization of the principle according to the invention and also a very simple way of voting of the resonator, or the inductance formed thereby, by means of waveguide short-circuit sliders possible. The arrangement in which the cutoff frequency of the waveguide is above the auxiliary frequency can be Advantageously to use in order to supply the pumping frequency at the same time through this hollow pipe.

Die Anordnung, bei der ein zusätzlicher Koaxialleitungskreis zur Bildung der Induktivität vorgesehen ist, kann ebenfalls leicht durch Anordnung eines Kurzschlußschiebers am Ende dieser Koaxialleitung einstellbar ausgeführt werden. Bei der Ausführung mit Radialsperre in der Signalzuführungsleitung kann einerseits die Abstimmung der Induktivität unabhängig von sämtlichen anderen Parametern der parametrischen Schaltung durch Veränderung der Entfernung von der Diode durchgeführt werden, und außerdem wirken die in der Radialsperre vorgesehenen Dämpfungsmittel nur für die Hilfsfrequenz. Besonders aus dem letzteren Grunde ist diese Anordnung besonders vorteilhaft.The arrangement in which an additional coaxial line circuit is provided to form the inductance, can also be easily adjusted by arranging a short-circuit slide at the end of this coaxial line are executed. In the case of the version with a radial lock in the signal feed line, on the one hand, the tuning of the inductance independent of all other parametric parameters Circuit can be done by changing the distance from the diode, and moreover the damping means provided in the radial lock only act for the auxiliary frequency. Particularly off this arrangement is particularly advantageous for the latter reason.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die in den F i g. 1 bis 5 gezeigt sind, näher erläutertThe invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments which are shown in FIGS. 1 to 5 shown are explained in more detail

Der grundsätzliche Aufbau parametrischer Verstärker oder auch anderer parametrischer Einrichtungen der eingangs erwähnten Art sieht als Zuführungsleitung für das Signal eine Koaxialleitung vor, während die Energie der Hilfsfrequenzen und der Pumpfrequenz vom Signaleingang des Verstärkers durch einen Tiefpaß oder eine λ/4-KoaxiaIsperre ferngehalten werden, die für die genannten Frequenzen an die Diode einen Kurzschluß transformieren. Die Pumpenergie wird meist über einen Hohlleiter zugeführt, der ein Filter für die Pumpfrequenz erhält oder dessen Grenzfrequenz zwischen Pump- und Hilfsfrequenz liegt.The basic structure of parametric amplifiers or other parametric devices of the type mentioned provides a coaxial line as a feed line for the signal, while the Energy of the auxiliary frequencies and the pump frequency from the signal input of the amplifier through a low-pass filter or a λ / 4-KoaxiaIsperre are kept away, the transform a short circuit to the diode for the frequencies mentioned. The pump energy will usually supplied via a waveguide, which receives a filter for the pump frequency or its cutoff frequency lies between the pumping frequency and the auxiliary frequency.

Eine Anordnung nach dieser prinzipiellen Art ist in der F i g. 1 dargestellt, bei der die Signalfrequenz fs über die Koaxialleitung 1 und die Pumpfrequenz fp über den Hohlleiter 2 der Diode 8 im Kreuzungspunkt beider Leitungen zugeführt wird. Senkrecht zu dieser Leitungskreuzung sind zur Bildung des mehrkreisigen Hilfskrei- ses Hohlleiterabschnitte 6 und 7 angesetzt, die am Ort der Fassung der Kapazitätsdiode 8 eine Induktivität erzeugen. Hierzu sind hohe Hohlleiterabschnitte entsprechend bemessen, nämlich etwas kürzer als λ/4, wobei λ die Wellenlänge der Hilfsfrequenz (z. B. Idler-Frequenz) ist In die Signalzuführungsleitung 1 ist, wie üblich, ein Tiefpaß 3 eingefügt Der notwendige Dämpfungswiderstand wird durch dünne Graphitschichten 4 und 5 an den Hohlleiterwänden erzeugt Die Dimensionierung der Gesamtanordnung ist so vorgenommen, daß zusammen mit der Gehäusekapazität der Diode, die in Fig. la mit Cg bezeichnet ist, ein geeigneter Parallelkreis an die Diode 8 angekoppelt wird. In der Speiseleitung 2 für die Pumpleistung liegt ein Filter für die Pumpfrequenz. Ein Abgleich der Parallelkreise ist möglich, wenn die mit Graphit beschichteten Wände 4, 5 der Hohlleiterabschnitte als Kurzschlußschieber ausgebildet werden.An arrangement according to this basic type is shown in FIG. 1, in which the signal frequency fs is supplied via the coaxial line 1 and the pump frequency fp via the waveguide 2 of the diode 8 at the intersection of the two lines. To form the multicircular auxiliary circuit, waveguide sections 6 and 7 are set perpendicular to this line crossing and generate an inductance at the location where the capacitance diode 8 is mounted. For this purpose, high waveguide sections are dimensioned accordingly, namely slightly shorter than λ / 4, where λ is the wavelength of the auxiliary frequency (e.g. idler frequency) Graphite layers 4 and 5 produced on the waveguide walls. The overall arrangement is dimensioned in such a way that a suitable parallel circuit is coupled to the diode 8 together with the housing capacitance of the diode, which is labeled Cg in FIG. A filter for the pump frequency is located in the feed line 2 for the pump power. The parallel circles can be compared if the graphite-coated walls 4, 5 of the waveguide sections are designed as short-circuit slides.

Die Fig. la zeigt ein Ersatzschaltbild für diese Anordnung, in der die variable Kapazität der Diode mit Cv bezeichnet ist und die Elemente R, Co, Lo die Ersatzimpedanzen für die Diode darstellen. Cg ist die Fassungskapazität Mit Yi und YI sind die durch die Hohlleiterabschnitte gebildeten Parallelkreise bezeichnet, die jeweils zusammen mit Cg Parallelresonanzkreise im Hilfsfrequenzbereich bilden.Fig. La shows an equivalent circuit diagram for this arrangement, in which the variable capacitance of the diode is denoted by Cv and the elements R, Co, Lo represent the equivalent impedances for the diode. Cg is the capacity. Yi and YI denote the parallel circles formed by the waveguide sections, which together with Cg form parallel resonance circles in the auxiliary frequency range.

Die Fig.2 zeigt einen vereinfachten Aufbau der Anordnung nach Fig. 1, bei der der Hohlleiter für die Zuführung der Pumpfrequenz 2 so ausgebildet ist, daß seine Grenzfrequenz zwischen Pump- und Hilfsfrequenz liegt. Dadurch wird das elektromagnetische Feld bei der Hilfsfrequenz etwas in den Pumphohlleiter eindringen und darin, wie angedeutet, nach einer e-Funktion abklingen. Bei der Hilfsfrequenz wirkt daher der Hohlleiter für die Diode wie eine Induktivität, die zusammen mit der Gehäusekapazität der Diode wiederum den Parallelkreis bildet Der notwendige Belastungswiderstand für die Anordnung wird durch einen oder mehrere Graphitstifte 9 erzeugt, die hinreichend nahe an der Diode in den Hohlleiter eingebracht sind. Die vorzugsweise variierbare Eintauchtiefe der Stifte ermöglicht eine Änderung der Dämpfung. In der Zuleitung für die Pumpfrequenz liegt wieder ein nur für diese durchlässige Filter. Der Pumpfrequenzhohlleiter ist (gegenüber der Diode) durch einen Abschnitt 10 fortgesetzt, der mit einem variierbaren Kurzschlußschieber 11 abgeschlossen ist. Dieser Leitungsabschnitt bildet zusammen mit den Diodenreaktanzen den Pumpkreis, der mittels dem Schieber 11 einstellbar ist. Das Ersatzschaltbild für diese Anordnung ist in Fig.2a dargestellt und es entspricht im wesentlichen dem nach der F i g. la.The Fig.2 shows a simplified structure of the Arrangement according to FIG. 1, in which the waveguide for supplying the pump frequency 2 is designed so that its cut-off frequency lies between the pump frequency and the auxiliary frequency. This creates the electromagnetic field at the auxiliary frequency penetrate something into the pump waveguide and, as indicated, after a e-function decay. At the auxiliary frequency, the waveguide acts like an inductance for the diode, which together with the housing capacitance of the diode in turn forms the parallel circuit The necessary Load resistance for the arrangement is generated by one or more graphite pins 9, the are introduced sufficiently close to the diode in the waveguide. The preferably variable immersion depth the pins allow the damping to be changed. In the supply line for the pump frequency lies again a filter only permeable to this. The pump frequency waveguide is (opposite the diode) continued by a section 10 which is terminated with a variable short-circuit slide 11. This line section, together with the diode reactances, forms the pumping circuit, which by means of the Slide 11 is adjustable. The equivalent circuit diagram for this arrangement is shown in Fig. 2a and it corresponds essentially according to the FIG. la.

In der Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt bei der die notwendige Induktivität zur Bildung des Hilfskreises durch eine koaxiale Stichleitung erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist senkrecht zur Pumpfrequenzhohlleitung 2 ein Koaxialleitungsabschnitt 14 an die Anordnung angesetzt, dessen Innenleiter an dem bei den bisherigen Anordnungen mit den Hohlleiterwänden verbundenen Diodenanschluß endet, während er am entgegengesetzten Ende durch einen evtl. verschiebbar ausgeführten Kurzschlußkolben mit dem Außenleiter verbunden ist Bei dieser Anordnung muß nun in der Ebene 1, die in der Figur strichliert angedeutet ist, an der Diode ein Kurzschluß erzeugt werden, damit die Fassungskapazität der Diode 8 zusammen mit der induktiven Stichleitung 14 den notwendigen Parallelkreis bilden kann. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel in der Signalzuführungsleitung eine Koaxialsperre 12 angeordnet die in einer Entfernung von λ/4 für die Hilfsfrequenz vom oberen Diodenanschluß angeordnet ist und die, wie bekannt eine Tiefe von ebenfalls etwa λ/4 bei der erwähnten Frequenz aufweist. Dadurch erscheint in der Ebene 1 bei der Hilfsfrequenz der erwünschte Kurzschluß.In Figure 3, a further embodiment of the invention is shown in which the necessary Inductance to form the auxiliary circuit is generated by a coaxial stub line. To that end is perpendicular to the pump frequency hollow line 2, a coaxial line section 14 attached to the arrangement, the Inner conductor at the diode connection connected to the waveguide walls in the previous arrangements ends, while it ends at the opposite end by a possibly displaceable short-circuit piston is connected to the outer conductor. With this arrangement, level 1, which is shown in the figure is indicated by dashed lines, a short circuit can be generated at the diode, so that the capacity of the diode 8 together with the inductive stub 14 can form the necessary parallel circuit. For this purpose, the Embodiment in the signal feed line a coaxial lock 12 arranged at a distance of λ / 4 for the auxiliary frequency is arranged from the upper diode connection and, as is known, a depth of also about λ / 4 at the frequency mentioned. This will appear in level 1 at the Auxiliary frequency the desired short circuit.

Die Koaxialleitung 14 hat wieder wegen der geringen Diodenkapazität eine nur etwas geringere Länge als •/4-Wellenlänge bei der Hilfsfrequenz. Die notwendige Dämpfung wird am besten durch Beimengung von oder Beschichtung der Kurzschlußscheibe 13 mit verlustbehaftetem Material gebildet Alle übrigen Elemente und das Ersatzschaltbild für diese Anordnung sind gegenüber der F i g. 2 gleich geblieben.Because of the low diode capacitance, the coaxial line 14 is only slightly shorter in length than • / 4 wavelength at the auxiliary frequency. The necessary Damping is best achieved by adding or coating the short-circuit disk 13 with lossy Material formed All other elements and the equivalent circuit diagram for this arrangement are opposite the F i g. 2 stayed the same.

Eine besonders günstige Ausführung nach der Erfindung ist in der Fig.4 dargestellt Diese hat den Vorteil, daß alle Elemente für die Zweifachabstimmung des Hilfskreises als praktisch konzentrierte Elemente angesehen werden können, wodurch die Bandbreite der Anordnung noch weiter gesteigert werden kanri. Signal- und Pumpleitung sind bei dieser Anordnung wie bei der F i g. 2 ausgeführt Außerdem ist wieder eine koaxialeA particularly favorable embodiment according to the invention is shown in FIG Advantage that all elements for the twofold vote of the auxiliary circle as practically concentrated elements can be viewed, whereby the bandwidth of the arrangement can be increased even further. Signal- and pump line are in this arrangement as in FIG. 2 executed In addition, a coaxial one is again

Stichleitung' 14 wie bei der Fig.3 vorgesehen, die jedoch nicht als normale Koaxialleitung ausgebildet ist, sondern als sehr hochohmige Koaxialleitung mit einer Länge viel kleiner als λ/4 bei der Hilfskreisfrequenz. Hochohmigkeit kann dadurch erreicht werden, daß der Innenleiter 15 als dünner Draht ausgebildet wird, wodurch er praktisch wie eine konzentrierte Induktivität wirkt Das kurze Koaxialleitungsstück bildet mit einer am unteren Diodenanschluß im Koaxialleiter angeordneten kapazitiven Scheibe 16 einen Parallelkreis, der durch die verlustbehaftete Kurzschlußscheibe 13 bedämpft wird. Hierdurch entsteht ein Ersatzschaltbild, wie es in der F i g. 4a gezeigt ist, in der Cs die Kapazität der Scheibe 16 bedeutetStub line 14 is provided as in FIG. 3, but is not designed as a normal coaxial line, but as a very high-resistance coaxial line with a length much less than λ / 4 at the auxiliary angular frequency. High resistance can be achieved in that the inner conductor 15 is designed as a thin wire, which practically acts like a concentrated inductance.The short coaxial line piece forms a parallel circuit with a capacitive disk 16 arranged at the lower diode connection in the coaxial conductor, which is attenuated by the lossy short-circuit disk 13 . This creates an equivalent circuit diagram as shown in FIG. 4a, in which Cs means the capacity of the disk 16

Eine weitere sehr vorteilhafte Anordnung nach der Erfindung, bei der die Dämpfung nur für die Hilfskreisfrequenz wirksam ist und alle anderen Frequenzbereiche praktisch nicht berührt ist in der F i g. 5 gezeigt Bei dieser Anordnung ist eine Radialsperre, die für die Hilfskreisfrequenz wirksam ist, in der Entfernung /ι<λ/4 von der Diode in der koaxialen Signalzuführungsleitung eingebracht. In dieser Radialsperre 17 befinden sich dämpfende Stifte 18, die für die notwendige Bedämpfung des Hilfskreises sorgen. Der in der Ebene der Radialsperre bestehende Leerlauf bezüglich der Hilfsfrequenz wird durch den Koaxialleitungsabschnitt der Länge 1\ in eine Induktivität am Diodenanschluß transformiert Zusammen mit den Schalt- und Gehäusekapazitäten Cz und Cg der Diode wird so ein Parallelkreis gebildet, der beispielsweise durch Veränderung der Koaxialleitungslänge 1\ abgestimmt werden kann. Die Radialsperre 17 ist wieder etwa λ/4 bei der Hilfsfrequenz tief, so daß, wie im Ersatzschaltbild nach der Fig.5a angedeutet, im Abstand 1\ von der Diode in der Signalzuführungsleitung ein Leerlauf entstehtAnother very advantageous arrangement according to the invention, in which the damping is only effective for the auxiliary circuit frequency and all other frequency ranges are practically not affected in FIG. In this arrangement, a radial lock, which is effective for the auxiliary angular frequency, is introduced at the distance / ι <λ / 4 from the diode in the coaxial signal feed line. In this radial lock 17 there are damping pins 18 which ensure the necessary damping of the auxiliary circuit. The existing in the plane of the radial lock idling of the auxiliary frequency with respect to through the coaxial line of length 1 \ in an inductance at the diode terminal transformed together with the switching and housing capacity Cz and Cg of the diode is a parallel circuit formed of, for example, by changing the Koaxialleitungslänge 1 \ can be tuned. The radial lock 17 is again approximately λ / 4 deep on the auxiliary frequency so that, as indicated in the equivalent circuit according to the 5a, is formed at a distance 1 \ of the diode in the signal supply line, an idle

Zur weiteren Abstimmung dieser Anordnung kann eine Zusatzkapazität Cz zur Gehäusekapazität der Diode vorgesehen werden, z. B. in ' Form eines tüllenförmigen Fortsatzes 19, wie er in der Fig.5 angedeutet ist oder einer Hülse 20, wie sie in der Fi g. 6 dargestellt ist Wird die Diode selbst mehr oder weniger weit gegen diese Hülse oder Tülle axial verschoben, so kann diese Zusatzkapazität verändert werden. Die Veränderung der Zusatzkapazität kann aber auch durch Verschieben der Hülse oder Tülle auf dem Innenleiterende 21 der Koaxialleitung erfolgen. Wichtig ist lediglich, in jedem Falle eine gute Kontaktierung sowohl der Diode mit den Hohlleiterwänden als auch der Hülse oder Tülle mit der Anschlußleitung, auch wenn eines oder beide dieser Elemente verschiebbar ausgeführt sind.To further coordinate this arrangement, an additional capacitance Cz can be provided for the housing capacitance of the diode, e.g. B. in 'the form of a spout-shaped extension 19, as indicated in Figure 5 or a sleeve 20, as shown in Fi g. 6 is shown. If the diode itself is axially displaced to a greater or lesser extent against this sleeve or grommet, this additional capacitance can be changed. The additional capacitance can also be changed by moving the sleeve or grommet on the inner conductor end 21 of the coaxial line. All that is important is that good contact is always made between the diode and the waveguide walls and the sleeve or grommet with the connection line, even if one or both of these elements are designed to be displaceable.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

709 620/26709 620/26

Claims

Patent claims:

1. Parametric device, especially parametric amplifier, for very short electromagnetic Waves with a capacitance diode as variable reactance, consisting of a line branch, in the middle of which there is the variable reactance, in which from one side the The pump energy is supplied and the signal energy is supplied from another side, and from a loaded resonance circuit with the impedance behavior of a multi-circuit band filter for the auxiliary frequency or so-called idling frequency, characterized in that the one circuit of the auxiliary circuit is formed from the equivalent reactances of the diode itself and the other circuit due to the parallel capacitance to the diode connections and an additional one with losses afflicted inductance is formed in the form of one or more line sections, which in such a way with The diode is / are connected and is / are dimensioned so that the for resonance with the parallel capacitance the required size of the inductance is achieved at the idling frequency, d. H. through (a) lines), whose electrical length is less than λ / 4, where λ is the mean wavelength of the auxiliary oscillation is.

2. Parametric device according to claim 1, characterized in that one terminal of the Diode for the high frequency is connected to the housing of a waveguide resonator, in the middle it is located and its walls to form the second resonance circuit together with the diode parallel capacitance create the necessary inductance.

3. Parametric device according to claim 2, characterized in that to form a ohmic load for the auxiliary circuit, the walls of the waveguide resonator, at least in their outskirts are covered with a graphite layer.

4. Parametric device according to claim 1, characterized in that the inductance for Formation of the second resonance circuit from at least one additional, attached to the arrangement Waveguide section exists whose cutoff frequency is in the range above the auxiliary frequency

5. Parametric device according to claim 4, characterized in that to form a Load resistance for the auxiliary circuit sufficiently close to the diode one or more Immerse lossy pins in the waveguide.

6. Parametric device according to claim 1, characterized in that to form the for the Auxiliary circuit necessary inductance a coaxial branch line to the signal feed line opposite diode connection is set, which is dimensioned such that the diode on the necessary inductance appears, whereby care has been taken that all other connecting lines, z. B. the one for the signal frequency, at the other diode terminal in the auxiliary frequency range Form a short circuit, and that further at least at the end of the coaxial line section, for example on or in the short-circuit plate of which a lossy material is attached.

7. Parametric device according to claim 1, characterized in that in the, preferably

as a coaxial line, the signal feed line is effective for the auxiliary frequency Radial lock is located at such a distance from the location of the diode in the supply line, that at the connection of the diode connected to this lead, the one to form the second Auxiliary circuit necessary inductance appears, while the other connection of the diode at least in terms of high frequency on the housing of the line crossing.

8. Parametric device according to claim 7, characterized in that the damping Elements, especially in the form of pins, are located within the radial lock.

9. Parametric device according to claim 1, characterized in that approximately at the location of the diode a short coaxial stub branched off from the diode terminal facing away from the signal lead is that in the immediate vicinity of the diode by a capacitive one located on the inner conductor Disc is limited and the other end by a, preferably the necessary load means an applied damping layer forming the cover plate is closed, and its inner conductor is chosen so thin that the necessary inductance to form the second resonance circuit is achieved together with the disk capacitance and the housing capacitance of the diode.

10. Parametric device according to one of the preceding claims, characterized in that that a preferably variable arrangement is provided for increasing the diode capacitance is like a hat-shaped extension located at the high-frequency connection of the diode its socket or a tube that makes contact with the socket of the diode and possibly also enclosing part of the diode itself.

11. Parametric device according to one of the preceding claims, characterized in that that the elements forming the additional inductance are designed to be variable, e.g. B. as Short-circuit slide.