DE2538779A1

DE2538779A1 - Mikrowellen-hohlraumresonator mit einer temperaturstabilisation

Info

Publication number: DE2538779A1
Application number: DE19752538779
Authority: DE
Inventors: Peter Kloes; Juergen Dr Siebeneck
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1975-09-01
Filing date: 1975-09-01
Publication date: 1977-03-10

Description

"Mikrowellen-Hohlraumresonator mit einer Temperaturstabilisation" Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellen-Hohlraumresonator mit einer Temperaturstabilisation, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben.
Die Erfindung geht von folgendem Stand der Technik aus: Die DT-OS 22 60 166 zeigt in den Figuren, insb. in Fig. 5, einen MW-Hohlraumresonator, der runden Querschnitt aufweist und dessen Wandungen in axialer Richtung durch Isolatoren getrennt sind, um an die im Gehäuse angeordnete Diode eine Gleichspannung anlegen zu können. Die Auskopplung der Welle erfolgt z.B. durch eine Schlitzleitung. Das ganze Gebilde wird auch als Gunn-Oszillator bezeichnet.
Im DT-GM 72 44 992 ist ein temperaturkompensierter Hohlraumresonator für Mikrowellen gezeigt, zu dessen Temperaturkompensation noch ein zusätzlicher Hohlzylinder außerhalb des Hohlraumresonators angeordnet ist.
In der Literaturstelle IEEE Trans. on MW Theory a. Techn.
Nov. 1974, S. 970 - 972, ist eine einfache Anordnung gezeigt, um derartige Mikrowellenoszillatoren in der Temperatur zu stabilisieren. Hierzu wird eine Avalanche-Diode mit einem Parallelkondensator versehen, und dieser Kondensator besteht aus einem keramischen Werkstoff mit einem Temperaturkoeffizienten, nachfolgend kurz mit TK bezeichnet, von z.B.
- 2200 ppm/°C. Ein derartiger Kondensator ist aber sehr schwer herzustellen, denn seine Abmessungen sollen, wie auf S. 971, linke Sp., letzter Abs. dieser Literaturstelle beschrieben, etwa 0,1 x 0,3 x 0,8 mm3 betragen. Ganz davon abgesehen, daß schon diese Abmessungen große Schwierigkeiten bei der Herstellung verursachen, muß der Kondensator direkt an dem Halbleiterelement angeordnet werden.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, eine preisgünstige Lösung für das genannte Problem anzugeben, die aber gleichzeitig die bereits durch oben genannten Stand der Technik gelöste Aufgabe der Temperaturkompensation mit der gleichen Güte erfüllt.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem MW-Hohlraumresonator Maßnahmen ergriffen, wie im Kennzeichen des Patentanspruches 1 näher beschrieben. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden Maßnahmen vorgeschlagen, wie in den Kennzeichen der Unteransprüche beschrieben.
Bei Einsatz der Erfindung ist es möglich, z.B. den keramischen Körper eines einfachen Scheibenkondensators, der einen negativen TK von z.B. 750 ppm/°C aufweist, zu verwenden.
Es bedarf also nicht der kostspieligen Fertigung einer Diode mit darin enthaltenem Parallelkondensator. Der Kompensationskörper ist Jetzt praktisch ein neuer Resonator in dem bereits vorhandenen Hohlraumresonator. Durch seine Lage im MW-Hohlraumresonator kann seine Ankopplung und dadurch seine Wirkung den in der Praxis auftretenden Wünschen angepaßt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In Fig. 1 ist ein MW-Hohlraumresonator in schematischer Darstellung gezeigt. Mit 1 ist die Gehäusewandung bezeichnet, die hier nicht im einzelnen dargestellt ist und im wesentlichen gleich der nach Fig. 5 der DT-OS 22 60 166 sein kann.
2 ist das Fenster zur Auskopplung und 3 ist z.B. eine Gunn-Diode. Dieser MW-Hohlraumresonator schwingt z.B. auf einer Frequenz von 11 GHz, wobei die Höhe a in axialer Richtung etwa 7 mm und der Durchmesser etwa 22 mm betragen können. Der Abstand c der Gunn-Diode 3 von der Innenwandung kann 2 bis 3 mm betragen. Der Temperaturgang eines derartigen Hohlraumresonators bzw. MW-Gunn-Oszillators beträgt bei der oben angegebenen Frequenz z.B. - 0,4 MHz/°C, d.h. der positive TK des im wesentlichen metallischen Gehäuses führt bei Erwärmung zu einer Frequenzverwerfung zu kleineren Frequenzwerten hin. Zusätzlich dazu verwirft im Falle des Oszillators der Temperaturgang der verwendeten Diode zusätzlich die Frequenz.
Nach der Erfindung ist nun in dem Gehäuse 1 ein Körper 4 angeordnet, der z.B. aus einem keramischen Werkstoff mit dem Kennzeichen N750 bestehen und z.B. ein # von 90 oder auch 40 aufweisen kann. Bei Einbau dieses Körpers 4 mit negativem TK ist es möglich, z.B. eine Frequenzverwerfung von + 0,01 MHz/°C zu verwirklichen. Während beim Stand der Technik, z.B. bei einem Oszillator niedriger alte mit vorgeschaltetem Durchgangsresonator, die Güteüberlegungen eine wesentliche Rolle spielen, sind dieser Uberlegungen hier fast völlig vernachlässigbar, denn der durch den Körper 4 eingebrachte sog "Zusatzresonator" kann z.B. eine sog. "Adler"-Güte Q von nur 1003 aufweisen. Der Körper 4 kann, wie in Fig. 1 gezeichnet, an die eine Stirnfläche, die gegenüber der Auskopplungsstelle liegt, angeklebt sein. Seine Höhe kann z.B. 2 mm und sein Durchmesser 4 mm betragen.
PATENTANSPRÜCHE

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Mikrowellen-Hohlraumresonator mit einer Temperaturstabilisation durch einen keramischen Körper mit negativem Temperaturkoeffizienten TK) zur Kompensation des positiven TK des Hohlraumresonators, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper an einer Innenfläche des Hohlraumresonators und getrennt von der Diode angeordnet ist.
2. Mikrowellen-Hohlraumresonator nach Anspruch 1 mit rundem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper an einer Stirnfläche des Hohlraumresonators angeordnet ist, die gegenüber der Auskopplungsstelle liegt.
3. Mikrowellen-Hohlraumresonator nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum eine zu einem Hohlraumoszillator gehörige Diode angeordnet ist.
4. Mikrowellen-Hohlraumresonator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode eine Gunn-Diode ist. L e e r s e i t e