DE1961460B2 - Generatorschaltung für hochfrequente Leistung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Generatorschaltung für hochfrequente Leistung, mit einem Hauptoszillator und einer Vielzahl von nachgeschalteten Oszillatoren, von denen jeder in der Hintereinanderschaltung einen synchronisierten Signalbeitrag zum gesamten Ausgangssignal erzeugt.

Mikrowellenoszillatoren mit Festkörperbauelementen, wie Transistoren, Gunneffektdioden und IMPATT-Dioden sind wirtschaftlicher, zuverlässiger und haben eine längere Lebensdauer als Vakuumröhren-Mikrowellenoszillatoren. Die Leistung, die zur Zeit von einem einzigen Festkörper-Mikrowellenosziüator abgegeben wird, ist jedoch auf etwa I Watt Dauerleistung begrenzt. Daher müssen für Anwendungen, bei denen eine größere Mikrowellenleistung erforderlich ist, mehrere Bauelemente in Reihen- oder Parallelschaltung synchron betrieben werden.

Bei der Verwendung einer Reihenschaltung (z. B. US-PS 27 59 099) ist es schwierig, jeden der nachfolgenden Oszillatoren mit der gleichen Synchronisierleistung zu versorgen. Bei den bekannten Schaltungen erhält nämlich ein nachfolgender Oszillator eine größere Synchronisierleistung als der vorangegangene Oszillator (siehe Fig. IA). Ferner kann die hohe Leistung in den letzten Stufen die Arbeitsweise des Generators beeinträchtigen und sogar durch Überlastung zu einem Ausfall der Oszillatoren führen. Diese Probleme können bei einem Parallelbetrieb der Oszillatoren vermieden •verden (siehe Fig. IB). So ist beispielsweise aus der CH-PS 3 09 362 eine Generatorschaltung für hochfrequente Leistung bekannt, bei der zwei Oszillatoren derart geschaltet sind, daß jeder der Oszillatoren einen synchronisierten Signalbeitrag zum gesamten Ausgangssignal erzeugt. Dabei wird von jedem Oszillator ein Synchronisiersignal für den anderen Oszillator erzeugt. Bei einer Parallelschaltung ist es jedoch nachteilig, daß wegen der notwendigen Symmetrie die Oszillatoren nur paarweise hinzugefügt werden können. Ferner sind aufwendige Netzwerke mit langen Verbin· dungslcitungen erforderlich, die einer kompakten Bauweise entgegenstehen.

Aus der DE-PS 9 45 9JJ ist es bekannt, bei der Synchronisierung eines Oszillators ein phasendrehendes Netzwerk in einer Zuführungsleitung des Synchronisiersystems zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Generatorschaltung für hochfrequente Leistung in einer Reihenschaltung der Oszillatoren verfügbar zu machen, bei der jedem Oszillator die gleiche Synchronisierleistung zugeführt wird, und zwar unabhängig von der Ausgangsleistung des Oszillators, der die Synchronisierleistung für den nachfolgenden Oszillator liefert.

Diese Aufgabe wird bei einer Generatorschaltung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder nachgeschaltete Oszillator mit einer Kombinationsschaltung verbunden ist, die seinen Signalbeitrag mit dem Ausgangssignal des ihm vorangehenden Oszillators zusammenfaßt und die ein Synchronisiersignal für den nachfolgenden Oszillator erzeugt, und daß das Ausgangssignal des nachfolgenden Oszillators größer als das Ausgangssignal des vorangehenden Oszillators ist.

Diese Generatorschaltung erlaubt es, jedem nachgeschalteten Oszillator ein Synchronisiersignal zuzuführen, das unabhängig von der Ausgangsleistung des vorangehenden Oszillators ist Dabei wird nur die relativ geringe Synchronisierleistung abgezweigt, während der überwiegende Anteil der Ausgangsleistung als Nutzleistung dem nächsten Oszillatormodul zugeführt wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß eine Schaltung von dem Ausgangssignal des Hauptoszillators ein Synchronisiersignal für den ersten nachgeschalteten Oszillator ableitet, daß der erste nachgeschaltete Oszillator mit Schaltungselementen verbunden ist, die dessen Signalbeitrag mit dem Ausgangssignal des Hauptoszillators kombinieren und das kombinierte Signal auf zwei Wege aufteilen, und daß Schaltungselemente vorgesehen sind, welche die über die beiden Wege laufenden Signale unter Erzeugung eines ersten Ausgangssignals, welches das Synchronisiersignal für den nächsten nachgeschalteten Oszillator enthält, und eines zweiten Ausgangssignals, das wesentlich größer als das erste Ausgangssignal und für den nachfolgenden Oszillator bestimmt ist, kombinieren.

Eine andere Generatorschaitung geht aus von einer Generatorschaltung, bei der eine Schaltung vorgesehen ist, die zwei Eingangssignale mit Herseiben Frequenz, aber mit verschiedenen Amplituden empfängt, ein erstes Ausgangssignal, das den größeren Teil der Leistung der beiden Eingangssignale enthält, und ein zweites Ausgangssignal, das den kleineren Teil der Leistung der beiden Eingangssignale enthält, ableitet, und ist gekennzeichnet durch ein erstes Netzwerk zur Leistungsauiteilung mit vier Zweigen, bei dem an zwei der Zweige die Eingangssignale liegen, ein zweites Netzwerk mit vier .Zweigen, bei dem zwei Zweige so geschaltet sind, daß sie die Signale von den übrigen beiden Zweigen des ersten Netzwerks erhalten, und durch Schaltungselemente in dem zweiten Netzwerk, welche die empfangenen Signale gleichphasig in einem dritten Zweig zur Bildung des ersten Ausgangssignals und außer Phase in einem vierten Zweig zur Bildung des zweiten Ausgangssignals kombinieren.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Schaltung Schaltungselemente auf, die den Signalbeitrag eines Oszillators und das Ausgangssignal des ihm vorhergehenderi Oszillators auf zwei Wege gleich aufteilen, und ferner Schaltungselemente, welche die Signale auf den beicen Wegen außer Phase zur Fr/.ctigung des Synchronisiersignals und gleichphasig zur Erzeugung des Ausgangssignals für nachfolgende Oszillatoren kombinieren.

Vorteilhafterweise besteht das erste Netzwerk aus einer 3 dB-Hybride und auch das zweite Netzwerk aus einer 3 dB-Hybride, die in einem der beiden Empfangszweige einen Phasenschieber enthält

Der Signalbeitrag eines Oszillators und das Ausgangssignal des ihm vorhergehenden Oszillators an den Eingängen der Kombinationssohaltnng bzw. die beiden ίο Eingangssignale an den beiden Empfangszweigen des ersten Netzwerks weisen in Weiterbildung der Erfindung eine relative Phasendifferenz auf, die gleich einer ganzen Zahl von halben Wellenlängen ist

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. IA und IB schematische Darstellungen bekannter Reihen- und Parallelanordnungen, um die Ausgangsleistungen mehrerer synchronisierter Oszillatoren zu kombinieren;

F i g. 2 ein Schema einer Schaltung, die die Erfindung verkörpert;

Fig.3 eine graphische vektorielle Darstellung der Spannung, die an angegebenen Punkten in F i g. 2 vorhanden ist, und

Fig.4 ein Schema einer weiteren Anordnung nach der Erfindung.

In F i g. 2 ist als Beispiel eine Anordnung nach der Erfindung dargestellt mit geeigneten Eingangs- und Ausgangsschaltungen und zwei gleichen, in Reihe

ω angeordneten Modulen. Die einzelnen Oszillatoren sind typischerweise Gunn- oder IMPATT-Oszillatoren, die im Frequenzbereich von 1 bis 100 Gigahertz arbeiten, mit einer Ausgangsleistung in der Größenordnung von 500 mW und einer Synchrcnisierleistung in der Größen-

J5 Ordnung von 10 mW. Der Einfachheit halber sei zunächst nur der erste Modul betrachtet, der wie folgt aufgebaut ist: Die Eingangsklemmen B und B' sind mit dem Leiter 13 und dem ersten Anschluß des Mikrowellenzirkulators 11 verbunden, der drei An-

w Schlüsse aufweist. Die in den F i g. 2 und 4 dargestellten Zii Kulatoren dienen zum Ankoppeln der Oszillatoren an die Schaltungen. Andere Mittel wie Hybride, können verwendet werden, um mit Abänderungen der Schaltung zum gleichen Ergebnis zu kommen. Der Zirkulator

■>"> liefert Energie von Anschluß zu Anschluß in der Richtung, die durch den gekrümmten Pfeil 12 angegeben ist. Der Oszillator 10 ist mit dem mittleren Anschluß des Zirkulators verbunden. Der Leiter 13 und der letzte Anschluß des Zirkulators 11 sind mit den Klemmen C

ίο und Can den Eingängen eines ersten 3dB-Richtkopplers 15 verbunden. Der Koppler 15 ist über einen unteren Weg, den Leiter 16, und einen oberen Weg pleicVr Länge, den Leiter 17, der einen einstellbaren Phasenschieber 18 enthält, mit dem zweiten 3 dB-Richt-

i"> koppler 19 verbunden.

Die Eingangsschaltung besteht aus dem Hauptoszillator I und dem mit Verlust behafteten Abschluß 2, die jeweils mit der einen Eingangfklemme des Kopplers 3 und einem 90°-Pnasenschieber 4 verbunden sind, der

W) mit dem oberen Ausgangsanschluß des Kopplers J verbunden ist. Die Ausgangsschaliung besteht aus dem Abschluß 6 und der Belastung, die jeweils mit dem einet; Ausgangsanschluß des letzten Moduls verbunden sind.

Die grundsätzliche Arbeitsweise der Schaltung der

hi F i g. 2 wird am besten anhand der F i g. 3 versländlich, einer vektoriellen Darstellung der Spannungen an in der Schaltung angegebenen Punkten. Die Ausgangsspannungen des Oszillators sind mit einer Größe von 4

Einheiten dargestellt. Das Spannungssignal des Hauptoszillators ist so gewählt, daß seine Größe eine halbe Einheit beträgt. Das Synchronisiersignal von 0,5 Volt des Hauptoszillators 1, das an die Eingangsklemrne A' des Kopplers 3 angelegt wird, ist in F i g. 3 durch den Vektor A' dargestellt. Es ist so gewählt, daß es einen Phasenwinkel von 0° gegenüber der Einheitsrichtung hat, es kann daher geschrieben werden 0,5/0. Der Koppler 3 erzeugt entsprechend der üblichen Arbeitsweise von 3 dB-Kopplern Spannungssignale an seinen Ausgangsanschlüssen mit einer Größe von 0,5/j/7 wobei der Phasenwinkel des Signals im oberen Zweig demjenigen im unteren Zweig um 90° nacheilt. Der Phasenschieber 4 fügt dann eine weitere Nacheilung von 90° dem Signal im unteren Zweig hinzu. Wenn irgendein anderes Kopplungsmittel verwendet wird, das einen anderen relativen Phasenwinkel erzeugl. kann die Einstellung des Phasenschiebers leicht abgeändert werden. Die letztlich an den Klemmen B und B' erzeugten Signale sind in F i g. 3 dargestellt. Sie können wie folgt geschrieben werden:

I) = 0.5/ fi /4_I80. Β' = 0.5/12/0.

Das Syncnronisiersignal 0.5//3/0 wird von der Klemme fl'an den Frequenzsteuerteil des Oszillators 10 angelegt. Wenn die Frequenz des Synchronisiersignals gleich der Eigenfrequenz des Oszillators 10 ist. werden das Ausgangssignal und das Synchronisiersignal in Phase kombiniert. (Wenn die beiden Frequenzen nicht gleich sind, erscheint irgendeine Phasendifferenz bis zu 90" an den äußeren Enden des Mitnahmebereichs). Unter diesen Bedingungen erscheint an der Klemme C ein Spannungssignal von der Größe 4 + 0.5 j/2. Wie cinnerlich. hat das Signal an der Klemme Ceine Größe von 0.5/y^

Die Moduln sind so aufgebaut, daß von den beiden Ausgangsklemmen ihres ersten Kopplers, im ersten Modul mit D und D' bezeichnet, gleiche Leistung abgegeben wird. Damit diese Signale gicn.li sind, müssen die Signale an den Eingangsklemmen C und C des ersten Kopplers 15 eine relative Phasendifferenz von entweder 0° oder 180° haben. Wenn die Phasendifferenz der Signale an den Eingangsklemmen Cunr¹ C"0^c oder 180° beträgt ohne Rücksicht auf ihre relativen Größen, kann gezeigt werden, daß die Signale an den Ausgangsklemmen Dund D'gleich Größe haben.

Wie oben festgestellt wurde, bewirkt der Phasenschieber 4, daß das Spannungssignal an der Klemme B der Spannung an der Klemme B' um 180^s nacheilt. Deshalb müssen sich die elektrische Weglänge von B nach C und die eidetrische Weglänge von B' nach C über den Zirkulator 11 und den Oszillator 10 um 0° oder 180^c unterscheiden. Wenn der Weg von B nach C entsprechend einer Phasendifferenz von 180° vom Weg von B' nach C verschieden ist, kommen die beiden Signale bei Cund C'in Phase an. Wenn die beiden Wege gleich sind, beträgt die Phasendifferenz bei C und C !80°. In jedem Fall ist die Phasenbeziehung bei Cund C geeignet, um an den Ausgangsklemmen D und D' Spannungssignale gleicher Größe zu erzeugen.

Den nachfolgenden Moduln sind keine Phasenschieber wie der Schieber 4 nachgeschaltet Wie noch erklärt wird, haben die Eingangssignale zum Überbrückungsleiter und zum Oszillator in jedem Modul nach dem ersten den erforderlichen relativen Phasenwinkel von 0° oder !80^c, so daß bei gleichen elektrischen Weglängen keine zusätzliche relative Phasenverschiebung notwendig ist

entsprechend den obigen Darlegungen sind in F i g. j die Vektoren Cund Cmit den Größen von 0.5//2 unc 4 + 0,5/j/? Einheiten und einer relativen Phasendifferen, von 0° dargestellt. Das Spannungssignal bei C kann mi 0,5 fifo und das Signal C mit (4 + 0,5//2)/0 dargestell werden. Die Wirkung des Kopplcrs 15 ergibt dii Vektoren D und D', die graphisch in Fig. 3 uric mathematisch wie folgt dargestellt sind:

D = C/ /2/0 + C/ /2/ - 90

= 0.25 JD + (2 12 + 0,25)^^90.

D=C \1; - 90 4- C" 12/J)
= 0,25, - 90 + a\2 f 0.25)/0.

Es sind Vektoren mit gleicher Große nnrl mir pinr-m

-" relativen Phasenwinkel von etwa 83".

Die Weglängen zwischen den Ausgangsklemmen /J und D' des Kopplers 15 und den Eingangsklemmen I. und fdes Kopplers 19 sind gleich. Jedoch entsteht für das Signal im Weg von D nach E durch den

2'> veränderbaren Phasenschieber 18 ein zusätzlicher relativer Phasenwinkel Θ.

Es wird nun gezeigt, daß dieser einstellbare Phasenschieber 18 insbesondere so eingestellt werden kann, dati jedes gewünschte Signal-Aufspaltverhältnis zwischen den beiden Eingangsklemmen F und f des nächsten Moduls entsteht, und daß die Spannungen an diesen Klemmen in Phase oder 180° außer Phase sind. Das heißt, die Phasendifferenz zwischen den Signalen an den Klemmen E und E' kann durch den

ü Phasenschieber 18 so geändert werden, daß die Ausgangsleistung des Kopplers 19 an der Klemme F', nämlich das Synchronisiersignal für Jen Oszillator 20. Null oder irgendeinen Bruchteil der Gesamteingangsleistung des Kopplers 19 beträgt. Da bei der Bildung des

jo Synchronisiersignals keine Verluste auftreten, wird nahezu der gesamte übrige Teil der Eingangsleistung zur Ausgangsklemme F geleitet. Es tritt nur ein kleiner ohmscher Verlust in jedem Koppler auf.

Die Spannungssignale, die an den Eingangsklemmen

4S fund fdes gleichen Kopplers 19 erscheinen, können wie folgt ausgedrückt werden; wobei θ den durch den Phasenschieber 18 hinzugefügten Phasenwinkel darstellt:

E = D θ = 0.25 β + (2 \2 + 0.25)/ θ - 90.
E=D= 0.25; - 90 + (2 \Ί + 0,25)/0.

Es ist erforderlich, daß die Synchronisierspannung an der Eingangsklemme fdes zweiten Moduls eine Größe von 0£/γΤ hat so daß der Oszillator 20 durch dieselbe Leistung wie der Oszillator 10 mitgenommen wird. Mathematisch kann der Spannungsvektor F' für die Synchronisierspannung und der Spannungsvektor Farn Ausgang des ersten Moduls wie folgt ausgedrückt werden:

F = Ej y2/0 + E'l \/2/ - 90,
F' = ΕΊ V2/_0 + E/ 1/2/-90.

Das Einsetzen der Werte für die Vektoren E und E'

ergibt:
I = 0,25/ \[2[Μ + (2 + 0.25 \2)j<-> - 90

+ 0.25/ ^2/LrJJiO + (2 + 0.25 |2) - 90.

/·■ = 0,25,- 12/- 90 + (2 + 0.25/ 1 2)^0

4 0,25/ j!/θ -90 + (2 + 0,25/ f2)/(-) - 180.

IJic /wcilc Gleichung ist trigonometrisch oder graphisch direkt nach H lösbar und ergibt für den dargestellten fall einen Winkel von etwa - 17°.

Dieses Ergebnis kann alternativ auch durch Verwenden der ersten Gleichung erzielt werden, da die Größe des Spannungsveklors F. der die Ausgangsspannung des ersten Moduls darstellt, bekannt ist, wenn die Größe des .Spaimüiigsvckiors

^r' CingCSiCiii ist. Die uiS /.ü

Stelle in der Schaltung erzeugte Gesamtleistung ist die Summe zweier Elemente: die Leistung vom Hauptoszillator 1 und die Leistung vom Oszillator 10. Der Beitrag des Hauptoszillators ist gleich dem Quadrat des Spannungssignals bei \ . nämlich 0.25 Leistungseinheiten. DerOszillator 10 fügt 16 weitere Leistungseinheiten (4 Spannungscinheiten im Quadrat) hinzu, so daß insgesamt 16. 25 Einheiten entstehen. Die Leistung bei F'ist mit 0.25 festgelegt, die Leistung bei Fmil 16. so daß die Größe des Spannungsvektors FfXb oder 4 Einheiten beträgt. Daher ist die Gleichung für den Vektor F au' gedrückt in Θ, ebenfalls verfügbar.

Die graphische Lösung nach Θ. dargestellt in Fig. 3, wird begonnen, indem die Komponente des Vektors F' eingesetzt wird, die das Signal bei F'beiträgt. Dies ist ein Vektor mit demselben Winkel wie der Vektor E', jedoch in der Länge um den Faktor fZI2 verringert. Dann wird von der Spitze dieses Vektors ein Kreis mit einem Radius gleich der Länge des Vektors geschlagen. Die Punkte, an denen dieser Kreis einen Kreis mit dem Radius 0,5/j/2 schneidet, der um den Nullpunkt geschlagen wird, stellen die beiden möglichen Endpunkte für den Vektor dar, der das Synchronisiersignal F' darstellt. Durch eine Vektor-Subtraktion wird man in die Lage versetzt, nach der E-Komponente des Vektors /"'aufzulösen. Diese Komponente, um +90° phasenverschoben und um den Faktor ][2 vergrößert, um die Wirkung des Kopplers 19 zu berücksichtigen, ergibt den Vektor F. Schließlich beträgt der Winkel zwischen dem Vektor Fund dem Vektor D Θ.

Aus dieser Untersuchung ergibt sich, daß das Signal bei F' durch die Wahl des Winkels θ auf jede Größe zwischen Null und einem Maximum eingestellt werden kann, das durch die Summe der Signalstärken dargestellt ist, die an den Eingangsklemmen Eund F'des Kopplers 19 vorhanden sind. Ferner ist offensichtlich, daß der obige Vorgang so oft wie notwendig wiederholt werden kann, um die notwendige Gesamtausgangsleistung zu erhalten, während die Synchronisierleistung in jeder Stufe auf einer gegebenen Größe gehalten werden kann, ohne Rücksicht darauf, wie groß die Gesamtausgangsleistung der vorangehenden Oszillatoren wird. Die kleineren Synchronisiersignale werden dadurch erzeugt, daß die Signale am Eingang des zweiten Kopplers in jedem weiteren Modul mehr außer Phase kombiniert werden, während die größeren Ausgangssignaie für die nachfolgenden Oszillatoren dadurch erzeugt werden, daß dieselben Signale nahezu in Phase kombiniert werden. Da die Gesamtleistung im System in den aufeinanderfolgenden Modulen größer wird, müssen die aufeinanderfolgenden Phasenschieber 18, 28 usw. so eingestellt werden, daß kleinere Teile des Gesamtsignals zum Zirkulator und zum Oszillator, und

·"> größere Teile zum Oszillator-Überbrückungsleiter eines gegebenen Moduls geleitet werden. Wenn die notwendige Anzahl von Stufen hinzugefügt ist, werden die Ausgangsklemmen des letzten Kopplers mit dem ohmschen Abschluß 6 und der Belastung verbunden.

i" Der Phasenschieber im letzten Modul wird dann so eingestellt, daß er die ganze Ausgangsleistung zu Belastung abgibt.

Es wurde oben festgestellt, daß außer im ersten Modul kein dem Phasenschieber 4 entsprechendes

i) Element in den Modulen notwendig ist. solange die Weglänge auf dem Überbrückungsleiter gleich oder entsprechend einem Phasenwinkel von 180^r verschieden von der effektiven Weglänge des den Zirkulator einnähenden Leiters ist. Diese Feststellung kann leicht

-'" anhand der Gleichungen für die Vektoren F und /·"' bewiesen werden. Es sei der Vektor

\ = 0.25 \~2J± + (2 + 0.25 1 2)_i_W_J= 90
-'' und der Vektor

I" = 0.25 12^rJSO + (2 + 0.25 | 2) -90.

)" Diese beiden Vektoren haben verschiedene Richtungen, aber gleiche Größen. Die Vektoren F und /"■"' können auch wie folgt geschrieben werden:

F=I'+ V.

Γ = V: - 90 + Vj + 90.

Aus diesen Gleichungen ergibt sich, daß die Vektoren Fund F'stets einen relativen Phasenwinkel von 0 odei

4(i 180° haben. Wenn dies richtig ist und wenn d^;c effektiven Weglängen gleich oder entsprechend einem Phasenwinkel von 180° verschieden sind, sind die Signale an den Klemmen C und G'ebenfalls um 0 oder 180° außer Phase; es erscheinen daher gleiche Signale

4> bei Hund H'wie gewünscht. Dieses Ergebnis ist nicht von dem Größenverhältnis zwischen den Signalen bei C und C" abhängig und bleibt für die nachfolgenden Moduln gültig, nur vorausgesetzt, daß gleiche effektive Weglängen in den Zweigen, die den Überbrückungslei-

-,o ter und den Oszillator enthalten, vorhanden sind.

Es kann gezeigt werden, daß, wenn die Phasenschieber 18,28 usw. der Module auf eine Phasenverschiebung von 0° eingestellt sind, ein Signal in einer gegebenen Leitung in einem ersten Modul vollständig in der entgegengesetzten Leitung im nachfolgenden Modul erscheint Umgekehrt bewirkt eine Phasenverschiebung von 180", daß die gesamte Leistung, z. B. in der Oszillator-Überbrückungsleitung eines ersten Moduls in Fig.2 in der Oszillatorleitung des nächsten Moduls erscheint. Weiterhin wird ein Phasenschieber im Gebiet nahe 0° und nicht im Gebiet nahe 180° betrieben, um die Schaltung weniger frequenzabhängig zu machen. Die drei obigen Feststellungen erklären die Nützlichkeit der in F i g. 4 dargestellten Ausführung. Die Ausführung der F i g. 4 unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 2 nur in der Umkehr der Oszillatoranordnung in abwechselnden Moduln. Diese Änderung hat jedoch gewisse Vorteile.

Wenn bei jeder Ausführung das Ausgangssignal der vorangehenden Oszillatoren groß in Bezug auf den Signalbeitrag wird, der durch jeden einzelnen Oszillator hinzugefügt wird, wird die Leistung, die vom Oszillator-Überbrückungsleiter eines gegebenen Moduls weitergeleitet wird, viel größer als die Leistung im Oszillatorweg dieses Moduls. Jedoch kann die Forderung konstanter Synchronisierleistung in diesen späteren Stufen nur erfüllt werden, wenn nahezu die gesamte Schaltungslcistung im Oszillator-Überbrückungsleiter jedes Moduls weitergeleitet wird. Um dies bei der Ausführung der F i g. 2 durchzuführen, soll die /wischen jeden dieser Oszillatoren hinzugefügte Phasenverschiebung nahe bei 180" liegen. Phasenverschiebungen nahe 0° wurden den größten Teil der Leistung vom Oszillator-Überbrückungsleitcr eines ersten Moduls zum Oszillator eines zweiten geben. Die Umkehrung der abwechselnden Oszillatoren, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, löst dieses Dilemma, indem die Synchronisierleistung auf einem kleinen Bruchteil der gesamten erzeugten Leistung konstant gehalten werden kann, wobei die Phasenschieber der Moduln auf nahe 0° eingestellt werden.

Die praktische Begrenzung für die Anzahl der Stufen, die aufeinanderfolgend kombiniert werden können, hängt von den passiven Verlusten in den verschiedenen Zweigen jeder Stufe ab, insbesondere in denjenigen Zweigen, die nicht den Oszillator enthalten, da der größte Teil der erzeugten Leistung durch diese Zweige in den späteren Stufen hindurchgeht. Wenn z. B. der passive Verlust je Stufe vom Eingang zum Ausgang 0,1 dB oder 2,5% beträgt, fügt der zehnte Oszillator nur (1/10-0,25/10) oder 7,5% Leistung dem System hinzu, während die vierzehnte Stufe nur (1/40-0.25/10) oder 0% hinzugefügt.

Die einstellbaren Phasenschieber können durch Zirkulatoren mit drei Anschlüssen mit einstellbaren Kurzschlüssen ersetzt werden, die Koppler durch Hybride. F.ine dritte, ebenfalls mögliche Abänderung umfaßt die Verwendung von zwei einzelnen Oszillatoren und einer Hybride an Stelle jeder Zirkulator-Oszillator-Kombination in der dargestellten Ausführung mit geeigneten entsprechenden Abänderungen anderer Teile der Schaltung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Generatorschaltung für hochfrequente Leistung, mit einem Hauptoszillator und einer Vielzahl von nachgeschalteten Oszillatoren, von denen jeder in der Hintereinanderschaltung einen synchronisierten Signalbeitrag zum gesamten Ausgangssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder nachgeschaltete Oszillator (10; 20) mit einer >" Kombinationsschaltung (11, 13, 15, 16, 17, 18, 19) verbunden ist, die seinen Signalbeitrag mit dem Ausgangssignal des ihm vorangehenden Oszillators zusammenfaßt und die ein Synchronisiersignal für den nachfolgenden Oszillator erzeugt, und daß das Ausgangssignal des nachfolgenden Oszillators größer als das Ausgangssignal des vorangehenden Oszillators ist

2. Generatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (3) von dem Ausgangssignai des Hauptoszüiators (I) ein Synchronisiersignal für den ersten nachgeschalteten Oszillator (10) ableitet, daß der erste nachgeschaltete Oszillator mit Schaltungselementen (11, 15) verbunden ist, die dessen Signalbeitrag mit dem Ausgangssignal des Hauptcszillators (1) kombinieren und das kombinierte Signal auf zwei Wege (D, D) aufteilen, und daß Schaltungselemente (18, 19) vorgesehen sind, welche die über die beiden Wege laufenden Signale unter Erzeugung eines ersten Ausgangss'jnals, welches das Synchronisiersignal für den nächsten nachgesr^alteten Oszillator (20) enthält, und eines zweiten Ausgangssignals, das wesentlich größer als das ers-t- Ausgangssignal und für den nachfolgenden Oszillator bestimmt ist, )5 kombinieren.

3. Generatorschaltung nach Anspruch I, bei der eine Schaltung vorgesehen ist, die zwei Eingangssignale mit derselben Frequenz, aber mit verschiedenen Amplituden empfängt, ein erstes Ausgangssi- w gnal, das den größeren Teil der Leistung der beiden Eingangssignale enthält, und ein zweites Ausgangssignai, das den kleineren Teil der Leistung der beiden Eingangssignale enthält, ableitet, gekennzeichnet durch ein erstes Netzwerk (15) zur Leistungsaufteilung mit vier Zweigen (C C, D, D')bei dem an zwei der Zweige (C, C) die Eingangssignale liegen, ein zweites Netzwerk (19) mit vier Zweigen (E, E', F, F') bei dem zwei Zweige (E, E') so geschaltet sind, daß sie die Signale von den übrigen beiden Zweigen (D, w D') des ersten Netzwerks (15) erhalten, und durch Schaltungselemente in dem zweiten Netzwerk, welche die empfangenen Signale gleichphasig in einem dritten Zweig (F) zur Bildung des ersten Ausgangssignals und außer Phase in einem vierten Zweig (F')zur Bildung des zweiten Ausgangssignals kombinieren.

4. Generatorschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung Schaltungselement (15), die den Signalbeitr.ig eines Oszillators w> (10) und das Ausgangssignal des ihm vorhergehenden Oszillators (1) auf zwei Wege gleich aufteilen, und Schaltungselemente (18,19) aufweist, welche die Signale auf den beiden Wegen außer Phase zur Erzeugung des Synchronisiersignals und gleichpha- hi sig zur Erzeugung des Ausgangssignals für nachfolgende Oszillatoren kombinieren.

5. Generatorschaltung nach Anspruch J, dadurch

gekennzeichnet, daß das erste Netzwerk aus einer 3dB-Hybride (15) besteht und daß das zweite Netzwerk aus einer 3 dB-Hybride (19) besteht, die in einem der beiden Empfangszweige einen Phasenschieber (18) enthält.

6. Generatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalbeitrag eines Oszillators (10) und das Ausgangssignal des ihm vorhergehenden Oszillators (1) an den Eingängen der Kombinationsschaltung (15) eine relative Phasendifferenz aufweisen, die gleich einer ganzen Zahl von halben Wellenlängen ist.

7. Generatorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingangssignale an den beiden Empfangszweigen (C, C) des ersten Netzwerkes (15) eine relative Phasendifferenz aufweisen, die gleich einer ganzen Zahl von halben Wellenlängen ist.