DE2400488A1

DE2400488A1 - Mikrowellen-leistungsgenerator mit festkoerperdioden

Info

Publication number: DE2400488A1
Application number: DE2400488A
Authority: DE
Inventors: Robert S Harp; Harry L Stover
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1973-01-19
Filing date: 1974-01-05
Publication date: 1974-08-15
Also published as: DE2400488B2; JPS49106757A; NL157162C; GB1456136A; FR2214978A1; NL7400746A; SE389951B; FR2214978B1; NL157162B; IL43866A; IT1002707B; IL43866A0

Description

Anmelder: . Stuttgart, 3. Januar

Hughes Aircraft Company ρ 2812 S/mi

Centinela Avenue and

Teale Street

Culver City, Calif., V.St.A.

Mikrowellen-Leistungsgenerator mit Festkörperdioden

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellen-Leistungsgenerator mit mehreren koaxialen Oszillatorkreisen, die jeweils eine Festkörperdiode mit negativem Widerstand umfassen und an einen Hohlraumresonator angekoppelt sind, der die Schwingungen der einzelnen Oszillatorkreise synchronisiert und die von ihnen

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gelieferten Energien vereinigt.

Bin solcher Mikrowellen-Leistungsgenerator ist aus einem Aufsatz von Kurokawa und anderen in der Zeitschrift "Proceedings of the IBEE", Januar 1971, Seiten 102 und 103» bekannt. Bei diesem bekannten Leistungsgenerator sind dia koaxialen Oszillatorkreise in bestimmten Abständen längs der Wände eines rechteckigen Hohlraumresonators angeordnet. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Abstand der einzelnen Oszillatorkreise voneinander längs der Wände des recht_r eckigen Hohlraumresonators sehr kritisch ist, wenn ein einwandfreier Dauerstrichbetrieb bei einer einzigen Frequenz gewährleistet sein soll. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein verhältnismäßig großer Hohlraumresonator benötigt wird. Je größer der Hohlraumresonator ist, um so größer ist die Anzahl der möglichen Resonanzmoden. Solche unerwünschten Resonanzmoden können zur Folge haben, daß die Festkörperdioden der Oszillatorkreise nicht einwandfrei an den Hohlraumresonator angekoppelt sind, so daß sich die von ihnen gelieferten Energien nicht einwandfrei kombinieren und unter gewissen Bedingungen störende Schwingungsmoden entstehen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß die nahe dem Ausgang des Hohlraumresonators angeordneten Dioden stärkeren Feldern ausgesetzt sind als diejenigen, welche vom Ausgang des Hohlraumresonators weiter entfernt sind.

Ein anderer Versuch, die von mehreren Feetkörperdioden

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gelieferten Mikrowellenenergien zur Erzielung eines Signals hoher Leistung durch Verwendung geeigneter Schaltungsanordnungen zu kombinieren, besteht darin, eine Anzahl von Festkörperdioden an voneinander entfernten Stellen längs des Urafangs eines großen elliptischen Hohlraumresonators anzuordnen, in dessen Brennlinien Koaxialleitungen angeschlossen sind, von denen die eine eine Eingangsleitung und die andere eine Ausgangsleitung ist. Ein Eingangssignal, das mittels der Eingangs-Koaxialleitung zugeführt wird, bewirkt eine Fremdsynchronisation der Festkörperdioden, und es werden die von den einzelnen Festkörperdioden gelieferten Mikrowellenenergien an den vertikalen Wänden des elliptischen Hohlraumresonators reflektiert, so daß sie im wesentlichen in Phase in der Ausgangs-Breanlinia des Hohlraumresonators eintreffen. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß eine gewisse Wechselwirkung zwischen den Mikrowellen besteht, die von benachbarten Dioden ausgehen, und daß eine solche Wechselwirkung eine Veränderung der Phase benachbarter Mikrowellen zur Folge hat, die an den elliptischen Hohlraumresonator abgegeben werden. Daher treffen die sich,längs unterschiedlicher Wege des elliptischen Höhlraumresonators ausbreitenden Wellen in der Ausgangs-Brennlinia mit Phasenverschiebungen ein, so daß keine vollständige Addition der Energien stattfindet. Weiterhin können auch bei dieser bekannten Anordnung während des Betriebs unerwünschte Besonanzmoden auftreten, die den Wirkungsgrad der Anordnung weiter vermindern.

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Weitere Versuche, die Mikrowellenenergie einer Anzahl von Oszillatoren mit Festkörperdioden unter Verwendung geeigneter Schaltungsanordnungen zu vereinigen, um Mikrowellen-Leistungsgeneratoren unter Verwendung von Festkörperdioden zu schaffen, machen von komplizierten Hohlleiteranordnungen Gebrauch. Bei einer solchen Lösung sind die Dioden-Oszillatoren mit einer Anzähl von in Serie geschalteten Mikrowellen-Richtungsgabeln verbunden. Die Signale werden in die Eingänge 1 der in Serie geschalteten Zirkulatoren eingespeist, und es wird das verstärkte Ausgangssignal an der letzten Richtungsgabel der Serienschaltung abgenommen. Wenn diese Schaltungstechnik auch dazu benutzt werden kann, um den Leistungspegel vom Eingangssignal zum Ausgangssignal zu erhöhen, so besteht doch der Hauptgrund für die Anwendung dieser speziellen Schaltungsanordnung in einer Erhöhung des linearen Gewinnes des Eingangssignals. Diese Anordnung hat ihre Grenze in der Belastbarkeit der letzten oder Ausgangs-Richtungsgabel der Serienschaltung.

Eine zweite Lösung zur Erhöhung der Ausgangsleistung besteht in der Verwendung eines sogenannten Hohlleiter-Baumes, bei der Paare von Mikrowellen-Oszillatoren die Stufen geringster Leistung des Mikrowellen-Baumes bilden. Die Ausgangesignale der Paare von Mikrowellen-Oszillatoren werden dann in der nächst höheren Stufe des Hohlleiter-Baumes kombiniert. Die Ausgangssignale dieser höheren Stufe werden dann wiederum mit anderen gleichen Ausgangssignalen in den nächst höheren Stufen

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kombiniert, bis der einzige Ausgangshohlleiter der Baumanordnung erreicht ist. Obwohl diese Technik dazu geeignet ist, relativ hohe Mikrowellen-Leistungen zu erreichen, führt ihre Anwendung zu erheblichen Schwierigkeiten, weil die dazu benötigte Hohlleiteranordnung einen sehr großen Platzbedarf hat und verlust betupftet und bei der Übertragung von Mikrowellenenergie nicht sehr wirkungsvoll ist.

Zur Lösung des Problems, die Leistung einer Vielzahl von Oszillatoren mit Festkorperdioden zusammenzufassen, ist es ferner bekannt, eine Anzahl Festkörperdioden auf einem gemeinsamen Wärmeableiter anzuordnen und die Dioden in Serie oder parallel zu schalten. Durch eine Anordnung dieser Halbleiterdioden in Gruppen auf einem gemeinsamen, elektrisch isolierenden Wärmeableiter aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise aus IIA-Diamand, kann eine gute Wärmeableitung von diesen Festkörperdioden erzielt werden. Gleichzeitig kann eine relativ hohe Ausgangsleistung bei einem hohen Quellenwiderstand bei einer Serienschaltung der Dioden erzielt werden. Auf diese Weise wurden Ausgangsleistungen von etwa 10 W im X-Band erreicht. Auch bei einer Parallelschaltung vieler Dioden ist eine gute Wärmeableitung möglich, jedoch ist eine Parallelschaltung einer einzigen Anordnung mit einer Fläche äquivalent, die gleich der Summe der Flächen der einzelnen Festkörperdioden ist, so daß hier ein unerwünscht niedriger Quellenwiderstand entsteht. Allgemein haben diese Anordnungen den Nachteil, daß die

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Festkörperdioden außerordentlich dicht beieinander angeordnet werden müssen und daher die Wärmeabfuhr von den Dioden erhebliche Schwierigkeiten bereitet, wenn eine größere Anzahl von Dioden eingesetzt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Lösung für das Problem anzugeben, die von einer Vielzahl Festkörperdioden gelieferte Mikrowellenenergie so zusammenzufassen, daß ein Mikrowellengenerator relativ hoher Leistung entsteht, und dabei zu einer Anordnung mit relativ einfachem Aufbau führt, bei der die 3ner-^ gien der einzelnen Mikrowellen-Oszillatoren phasenrichtig kombiniert werden, störende Schwingungen anderer Frequenz wirksam unterdrückt werden und endlich auch eine gute Ableitung der entstehenden Wärme gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die koaxialen Oszillatorkreise jeweils an einem Ende die Festkörperdiode und am anderen Ende ein verlustbehaftetes Abschlußelement aufweisen und am Umfang eines im Querschnitt kreisförmigen Hohlraumresonators derart angeordnet sind, daß ihre Achsen zu der Achse des Hohlraumresonators parallel verlaufen und sie in einem in Bezug auf die Wellenlänge \ bei der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators bestimmten Abstand von der Festkörperdiode an den Hohlraumresonator fest angekoppelt sind.

Der erfindungpgemäße Leistungsgenerator umfaßt also

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eine Anzahl einzelner koaxialer Oszillatorkreise oder Module, die einen gemeinsamen zylindrischen Ausgangsresonator umgeben, der die von den einzelnen Oszillatorkreisen erzeugte Mikrowellenenergie aufnimmt und .kombiniert und mit den einzelnen Oszillatorkreisen fest gekoppelt ist. Jeder der Oszillatorkreise ist an einem Ende mit einer Mikrowellendiode versehen, die einen negativen Widerstand bildet, um in dem interessierenden Frequenzband Mikrowellenschwingungen aufrecht zu erhalten. Das verlustbehaftete Abschlußelement hat innerhalb des koaxialen Oszillatorkreises einen bestimmten Abstand von der Festkörperdiode und eine solche Form, daß es unerwünschte Resonanzen innerhalb des Oszillatorkreises unterdrückt. Der Hohlraumresonator bietet außerdem jeder Diode in den genannten Oszillatorkreisen die richtige Impedanz an, um Schwingungen nur in eines schmalen Frequenzband zu ermöglichen, das zur Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators zentriert ist. Der Abstand der koaxialen Oszillatorkreise längs des Umfangs des Hohlraumresonators ist für die Erzeugung eines Dauerstrichsignals auf nur einer Frequenz, das von störenden Schwingungen bei Nebenresonanzen frei ist, nicht, kritisch. Weiterhin führt der koaxiale Aufbau von selbst zu einer sehr kompakten Anordnung und zu einer guten Wärmeableitung für die einzelnen Dioden. Weiterhin kann die zum Betrieb erforderliche Gleichstrom-Vorspannung für die Dioden jedem der koaxialen Oszillatorkreise individuell zugeführt werden. Auch, können die Oszillatorkreise leicht individuell auf die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators abgestimmt werden.

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Dabei ist auch von Vorteil, daß der Hohlraumresonator bei seiner Grundresonanz betrieben werden kann, so daß keine Nebenresonanzen und damit auch keine Störsignale auftreten können.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Leistungsgenerators besteht noch darin, daß er auch in Form von integrierten Bandleitungskreisen aufgebaut und sowohl als Leistungsquelle (Oszillator) als auch als Ersatz für Wanderfeldröhren als Verstärker eingesetzt werden kann.

Endlich war es mit dem erfindungsgemäßen Mikrowellen-Leistungsgenerator möglich, im X-Band größere Dauerstrichleistungen zu erzielen als mit den bekannten Anordnungen unter Verwendung von Festkörperdioden möglich war.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines einer Vielzahl von koaxialen Oszillatorkreisen und seine Ankopplung an den Hohlraumresonator eines Mikrowellen-Leistungsgenerators nach der

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Erfindung,

Pig. 2 das Äquivalentschaltbild der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 5 teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine praktische Ausführungsform eines Mikrowellen-Leistungsgenerators nach der Erfindung und

Fig. 4- einen Schnitt längs der Linie IV-IV durch die Anordnung nach Fig. 3·

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung umfaßt einen koaxialen Oszillatorkreis 10, der im Bereich der öffnung 11 integral in einen zentralen, zylindrischen Hohlleiterabschnitt übergeht. Dieser Hohlleiterabschnitt bildet einen Hohlraumresonator 12 für den Oszillatorkreis 10 und weist an seiner Oberseite eine Öffnung 14 auf, die es ermöglicht, aus der Anordnung Energie auszukoppeln, wie es später an Hand Fig. 3 näher erläutert wird. Die Auskopplung aus dem Hohlraumresonator 12 kann mittels einer Koaxialleitung 16 erfolgen, wie sie Fig. zeigt, oder auch mittels eines nicht näher dargestellten Hohlleiters. Einzelheiten solcher Auskoppelanordnungen sind allgemein bekannt und werden daher hier nicht näher erläutert.

Jeder koaxiale Oszillatorkreis 10 enthält als Mikrowellenquelle eine Festkörperdiode 18_t beispielsweise eine Stoßlawinenlaufzeitdiode (IMPATT - impact avalanche

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transit time diode), die an einem Ende des Oszillatorkreises angeordnet und mittels eines Transformators 20 mit dem Mittelleiter 22 des Oszillatorkreises in Serie geschaltet ist. IMPATT-Dioden sind in der Mikrowellentechnik bekannt und beispielsweise in dem Buch von Sze: "Physics of Semiconductor Devices", John Wiley & Sons, 1969, Seiten 200 ff, beschrieben. Bei dem Transformator 20 handelt es sich um einen λ/4-Impedanztransformator, der mit dem Innenleiter 22 des Oszillatorkreises verbunden und durch den Innenleitar mit einem verlustbehafteten Abschlußelement 24 koppelt, das am anderen Ende des koaxialen Oszillatorkreises angeordnet ist. Der Innenleiter 22 durchdringt das aus Ferrit bestehende Abschlußelement 24 und ragt aus dem Oszillatorkreis 10 hinaus, wie es Fig. 1 zeigt. Das äußere Ende des Innenleiters 22 ist über eine Vorspannungsleitung 26 mit einer Spannungsquelle 27 verbunden, um auf diese Weise der Festkörperdiode 18 die Betriebsspannung zuzuführen. Wie dargestellt, ist das zylindrische Ab.schlußelement 24 etwa eine Wellenlänge X vom Ende des Impedanztransformators 20 entfernt und unterdrückt Nebenresonanzen und Harmonische, die sonst an diesem Ende des koaxialen Oszillatorkreises 10 reflektiert werden wurden. Da die Mitte der Öffnung 11 etwa dreiviertel Wellenlängen Qjf—) von der Festkörperdiode 18 entfernt ist, wird durch den Transformator 20 die erforderliche Impedanztransformation zwischen der niedrigen Impedanz der Festkörperdiode 18 und der öffnung 11 des eine hohe Impedanz darstellenden Hohlraumresonators 12 bewirkt.

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Wie das in Fig. 2 dargestellte Ersatzschaltbild des Oszillatorkreises veranschaulicht, verbinden die äquivalente Induktivität L_Q und die äquivalente Kapazität Oq des Hohlraumresonators 12 die Impedanz Z24. des Abschlußelements (50 Ohm) mit der Impedanz des Lastwiderstandes B-r (2 Ohm). Im Resonanzfall gleichen sich die Reaktanzen L~ und C.» aus, so daß der Lastwiderstand R_T

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unmittelbar mit dem Widerstand (2 Ohm) der Festkörperdiode 18 verbunden ist. Auf diese Weise wird eine maximale Leistungsübertragung in der Schaltungsanordnung gewährleistet. Die im Verhältnis zur Impedanz der Festkörperdiode 18 und des Lastwiderstandes R-j- sehr große Impedanz Zp₁, des Abschlußelementes 24· (50 Ohm) hat im Resonanzfall nur geringe Wirkung und nimmt daher nur wenig Leistung auf. Wenn dagegen der Hohlraumresonator 12 außer Resonanz ist, verhindert die Impedanz Z^^. des Abschlußelementes Oszillationen der Festkörperdiode 18.

Die neue Kombination von J/4~Transformator 20, zylindrischem Abschlußelement 24 und dem genau eine Wellenlänge λ betragenden Abstand zwischen diesen beiden Elementen im Oszillatorkreis 10 gewährleistet eine optimale Funktion der Anordnung mit höchstem Wirkungsgrad und bei nur einer Frequenz im Dauerstrichbetrieb. Die Anregung nur einer Frequenz ist teilweise auf den Abstand einer Wellenlänge zwischen den benachbarten Rändern des Transformators 20 und des Abschlußelementes 24 und teilweise darauf zurückzuführen, daß das Abschlußelement als Impedanz nur Signalen der Wellenlänge I erscheint, die der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators

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entspricht. Schwingungen mit dieser einzigen Frequenz werden verstärkt» da bei dieser Resonanzfrequenz das Abschlußelement 24 der Diode als großer Widerstand erscheint. Bei anderen Frequenzen erscheint das Abschlußelement 24 der Diode als eine Impedanz, die größer ist als der maximale negative Widerstandswert der Diodenimpedanz, ein Zustand, der Oszillationen bei anderen Frequenzen verhindert. Infolgedessen bewirken der Abstand in der Größe einer Wellenlänge zwischen dem Transformator 20 und dem Abschlußelement 24 sowie die zylindrische Form des Abschlußelementes die Frequenzselektivität der erfindungsgemäßen Anordnung.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Mikrowellen-Leistungsgenerator ist eine Vielzahl der vorstehend beschriebenen koaxialen Oszillatorkreise 10 in einem metallischen Gehäuse 32 symmetrisch um dessen Mittelachse angeordnet. Das Gehäuse 32 kann vorteilhaft aus Aluminium bestehen und ist mittels einer Anzahl Schrauben 36 mit einem Wärmeableiter 34 verbunden. Der Wärmeableiter 34 wird von einem üblichen Metallkörper gebildet und ist mit nicht näher dargestellten Kühlkanälen versehen, um die Wärmeabführfähigkeit dieser Anordnung zu vergrößern. Das metallische Gehäuse 32 ist weiterhin mit einem ebenfalls aus Metall bestehenden Deckel 38 versehen, der mittels Schrauben 40 an dem Gehäuse 32 befestigt ist, die den Deckel 38 senkrecht durchdringen und in das Gehäuse 32 eingedreht sind.

Die Innenleiter 22 der koaxialen Oszillatorkreise 10

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sind von Schraubenfedern 42 belastet, die zwischen einem Flansch 43 an den Innenleitern 22 und einer Isolierhülse 44 in einer Deckplatte 45 des Deckels 38 angeordnet sind. Diese Federbelastung gewährleistet, daß innerhalb jedes koaxialen Oszillatorkreises 10 stets ein guter elektrischer Kontakt aufrecht erhalten wird. Jeder Oszillatorkreis 10 ist weiterhin mit zwei reaktiven Abstimmschrauben 46 und 48 üblicher Ausführung versehen. Diese Abstimmschrauben 46 und 48 können einzeln zur Veränderung der Shunt-Impedanz jedes koaxialen Oszillatorkreises 10 eingestellt werden und bilden so ein Mittel, um jeden Oszillatorkreis 10 auf die Resonanzfrequenz des zentralen Hohlraumresonators 12 genau einzustellen. Die Abstimmung der Ausgangsfrequenz des Leistungsgenerators erfolgt mit Hilfe eines zentralen Abstimmkolbens 54, der, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in einen mittleren Abschnitt 55 des metallischen Gehäuses 32 eingeschraubt ist. Dieser zentrale Abstimmkolben 54 erstreckt sich vertikal in den Hohlraumresonator 12. In die gleiche öffnung des mittleren Gehäuseteiles 55 i-^st eine koaxial zum Abstimmkolben 54 angeordnete Halteschraube 56 eingedreht. Das untere Ende der Halteschraube 56 weist eine Schulter 57 auf, die fest an einer Stufe 59 in der Wandung des Wärmeabieiters 34 anliegt. Auf diese Weise stellt die Halteschraube 56 eine zentrale Verbindung zwischen dem Wärmeableiter 34· und dem mittleren Gehäuseabschnitt 55 her. Weiterhin ist die Halteschraube 56 mit einer öffnung 61 versehen, durch die hindurch ein Schlitz 63 in dem Abstimmkolben 54 zu Abstimmzwecken zugänglich ist.

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Die Impedanz Zp₇, des kohlen zylindrischen Abschlußelementa 24 aus Ferrit ist infolge der hohen Dielektrizitätskonstanten des Ferrits annähernd halb so groß wie der Wellenwiderstand Z_Q (kombinierte Impedanzen von L_Q und C₀) der Koaxialleitung. Bei der Resonanzfrequenz bewirkt der Impedanzsprung, der sowohl durch das Ferritmaterial des Abschlußelements 24 als auch die plötzliche Grenzfläche 65 am unteren Ende des Abschlußelements bedingt ist, daß die von dem Abschlußelement 24 absorbierte Leistung mit der Resonanzfrequenz reduziert und außerdem Harmonische der Resonanzfrequenz mit der rich-.tigen Phasenlage reflektiert werden, um die Schwingungen in dem Oszillatorkreis zu begünstigen. Auf diese Weise wird bewirkt, daß die dem Lastwiderstand Rj- zugeführte Leistung mit der Grundfrequens erhöht und Schwingungen mit einer von der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators 12 abweichenden Frequenz unterdrückt werden.

Fig. 4 zeigt die gleichförmige und symmetrische Anordnung von sechzehn koaxialen Oszillatorkreisen 10 innerhalb des metallischen Gehäuses 32. Jeder Oszillatorkreis ist mit seiner reaktiven Abstimmschraube 46 dargestellt, durch die der Schnitt nach Fig. 4 teilweise geführt ist. Außerdem ist jeder koaxiale Oszillatorkreis 10 zentral in einem ausgebuchteten oder halbrunden Wandabschnitt 60 des äußeren Gehäuses 32 angeordnet. Die Anwendung solcher Ausbuchtungen ist für die maschinelle Herstellung der koaxialen Oszillatorkreise 10 in dem Gehäuse 32 und dem Deckel 38 besonders

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günstig und führt zu einem Minimum an körperlichen Unstetigkeiten in diesen Gehäuseteilen, was für die Verminderung von Nebenresonanzen in der Anordnung günstig ist.

Eine Auskopplungssonde oder -schleife 58 ist, wie Fig. zeigt, zentral in der Ausgangs-Koaxialleitung 16 angeordnet. Die Koaxialleitung 16 enthält einen geeigneten Isolator 69, beispielsweise Polytetrafluoräthylen (Teflon) zwischen der Sonde 58 und dem Außenleiter. Die Koaxialleitung wird in der in Fig. 3 gezeigten Stellung mittels einer Hohlschraube 71 gehalten, die in ein Gewinde 73 des Deckels 38 eingedreht ist und einen hohlen Kopf 75 trägt, um die Koaxialleitung 16 aufzunehmen und in der dargestellten vertikalen Stellung zu halten. Die Sonde 58 dient zum Auskoppeln von Mikrowellenleistung aus dem zentralen Hohlraumresonator. Bs wurde festgestellt, daß die Ausgangsleistung des Hohlraumresonators im wesentlichen linear mit der Anzahl der verwendeten einzelnen Oszillatorkreise 10 zunimmt. Bei Verwendung von jeweils einer Diode in jedem der sechzehn koaxialen Oszillatorkreise wurde eine Dauerstrich-Ausgangsleistung von etwa 15 W im X-Band von sechzehn X-Band IMPATT-Dioden der Hughes Aircraft Company von etwa 1 W Leistung erzielt.

Es versteht sich, daß das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel in mancher Hinsicht abgeändert werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist die Erfindung nicht auf die Verwendung

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von IMPATT-Dioden beschränkt, sondern es können auch andere zur Leistungserzeugung geeignete Einrichtungen mit negativem Widerstand verwendet werden, wie beispielsweise die bekannten TRAPATT-Dioden. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die Verwendung einer einzigen Diode pro Oszillatorkreis beschränkt. Statt dessen können bei richtiger Anordnung und Verbindung in einem einzigen koaxialen Oszillatorkreis mehrere Dioden anstelle der einen Festkörperdiode 18 verwendet werden. Bei Anwendung von mehreren Dioden in einem Oszillatorkreis muß für eine solche Anordnung und Verbindung der Dioden Sorge getragen werden, daß nicht tolerierbare Nebenresonanzen als Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen den in einem einzigen Oszillatorkreis dicht beieinander angeordneten Dioden vermieden werden.

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Claims

Patentansprüche

[1.yMikrowellen-Leistungsgenerator mit mehreren koaxialen Oszillatorkreisen, die jeweils eine Festkörperdiode mit negativem Widerstand umfassen und an einen Hohlraumresonator angekoppelt sind, der die Schwingungen der einzelnen Oszillatorkreise synchronisiert und die von ihnen gelieferten Energien vereinigt, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxialen Oszillatorkreise (10) jeweils an einem Ende die Festkörperdiode (18) und am anderen Ende ein verlustbehaftetes Abschlußelement (24) aufweisen und am Umfang eines im Querschnitt kreisförmigen Hohlraumresonators (12) derart angeordnet sind, daß ihre Achsen zu der Achse des Hohlraumresonators (12) parallel verlaufen und sie in einem in Bezug auf die Wellenlänge X bei der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators (12) bestimmten Abstand von der Festkörperdiode (18) an den Hohlraumresonator (12) fest angekoppelt sind.
2. Mikrowellen-Leistungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Osζillatorkreis (10) einen 1/4—Impedanztransformator (20) enthält, der die Festkörperdiode (18) mit dem Innenleiter (22) des koaxialen Oszillatorkreises (10) koppelt.
3. Mikrowellen-Leistungsgenerator nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß das Abechlußelement (24). aus einem Ferritzylinder besteht, dessen Ende von

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dem λ/4—Impedanztransf ormat or (20) einen Abstand gleich einem Vielfachen der Wellenlänge | aufweist.
4·. Mikrowellen-Leistungsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumresonator (12) in einem Abstand von den Festkörperdioden (18) angeordnet ist, der einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge i gleich ist.
5. Mikrowellen-Leistungsgenerator nach einem der vor-, hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxialen Oszillatorkreise (10) auf einem Teil ihrer Länge von halbrunden Ausbuchtungen (60) in einem die Wand des Hohlraumresonators (12) bildenden Gehäuse (32) begrenzt werden.
6. Mikrowellen-Leistungsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperdioden (18) Stoßlawinenlaufzeitdioden sind.

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