DE2540074A1 - Mikrowellenoszillator - Google Patents

Description

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Mikrowellenoszillator

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenoszillator mit einem kurzgeschlossenen Wellenleiter, in welchem in einem bestimmten Abstand vom kurzgeschlossenen Ende ein Halbleiter mit einem negativen Differentialwiderstand für die verwendete Frequenz zwischen zwei einander gegenüberliegenden Wänden angeordnet ist und in elektrischem Kontakt mit zwei von diesen Wänden abstehenden Elementen steht, von denen wenigstens eines von der wellenleitenden Wand isoliert ist.

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Die Entwicklung auf dem Halbleitergebiet hat die Möglichkeit eröffnet, direkt Mikrowellen-Frequenzen zu erzeugen, in dem man verschiedene Arten von Mikrowellendioden mit negativem Widerstand verwendet. Im Vergleich zu Mikrowellenoszillatoren, welche mit elektronischen Röhren oder Transistoren ausgestattet sind, haben mit den genannten Dioden bestückte Mikrowellenoszillatoren erhebliche Vorteile. Um derartigen Dioden-Oszillatoren, die bei den entsprechenden Anwendungen gewünschte Frequenzstabilität zu geben,wird ein Mikrowellenhohlraum verwendet, um die Frequenz zu stabilisieren. Die erzielte Frequenzstabilität ist durch den Gütefaktor des Hohlraumes selbst und durch den Gütefaktor des Hohlraumes, der mit einer äußeren Last verbunden ist, bestimmt. Der Hohlraum besteht aus einem kurzgeschlossenen Wellenleiter, der mit einem zylindrischen Einsatz versehen ist. Der zylindrische Einsatz besteht aus einer breiten Platte, welche vom Wellenleiter elektrisch isoliert ist und einem dünnen Stift an der Oberseite des Wellenleisters. Die Diode ist zwischen der Platte und dem Stift befestigt und elektrisch mit diesen Elementen verbunden.

Der zylindrische Einsatz hat zwei Funktionen:

1. Der dünne Stift stellt eine Induktivität dar, welche mit der Diode in Reihe geschaltet ist und die Bodenplatte stellt eine Kapazität dar, die zu diesem Schaltkreis parallel geschaltet ist, wobei die Induktivität und die Kapazität so gewählt werden können, daß die Diode dem Hohlraum angepaßt ist.

2. Das Ankoppeln des Signalausganges an den Oszillator wird durch die Dicke und die Fläche der Bodenplatte bewirkt. Um eine billige Herstellung ohne viel Aufwand zu erhalten, ist es erwünscht, unabhängig voneinander das Ankoppeln des Signalausganges an den Oszillator und die Anpassung der Dioden an den Hohlraum zu bewirken und gleichzeitig einen Gütefaktor für den Hohlraum beizubehalten. Man hat bisher das Koppeln der Mikrowellenenergie vom Hohlraum zu einer Last, welche vom Oszillator versorgt wird,

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mit Hilfe einer getrennten Schraube verändert, wobei diese Schraube in die Wand des Wellenleiters außerhalb der Diode eingeführt wurde. Indem man die Schraube mit unterschiedlicher Ausdehnung einführt, ist es möglich, einen gewünschten Teil der Energie des Oszillators zur Last bzw. zum Verbraucher zu liefern. Jedoch ist das Einführen dieses gesonderten Elementes ziemlich teuer und aufwendig,und ferner bedeutet das Einbringen von Gewinden in den Hohlraum das Einbringen eines schwer bestimmbaren Kontaktes.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Mikrowellenoszülator der eingangs genannten Art zu zeigen, bei dem die Kopplung des Wellenleiter ausganges an den Oszillator in einfacher Weise verändert werden kann, ohne daß hierzu irgendwelche besondere zusätzlichaiElemente in den Wellenleiter eingebracht werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das von der wellenleitenden Wand isolierte Element um eine Achse drehbar ist, welche durch den als Diode ausgebildeten Halbleiter und die beiden leitenden Elemente hindurchverläuft und bezüglich dieser Achse unsymmetrisch ausgebildet ist.

Von Vorteil ist es, den Wellenleiter konisch auszubilden.

In den beiliegenden Figuren ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es »eigen:

Fig. 1 ejoen Schnitt cfcirch einen MikroweMeöOsziliaior und Fig. 2 einen Schnitt entlang der linie A-A der Fig. 1.

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In der Fig. 1 ist mit dem Bezugszeiehen 1 ein kurzgeschlossener Wellenleiter bezeichnet, der als Mikrowellenoszillator verwendet wird. Der Wellenleiter besitzt an seinem offenen Ende einen Signalausgang. Im Wellenleiter ist ein zylindrischer Einsatz in einem bestimmten Abstand vom geschlossenen Ende des Wellenleiters angeordnet, wobei der Teil des Wellenleiters zwischen dem Einsatz und dem geschlossenen Ende als Resonanzhohlraum verwendet wird. Der Hohlraum wird von einer Diode 2 mit Energie versorgt, wobei diese Diode zwischen einem zylindrischen Stift 3 und einer Bodenplatte 4 angeordnet ist. Beide, d. h. sowohl der zylindrische Stift als auch die Bodenplatte sind aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt und bilden die Kontaktelemente der Diode, durch welche die Diode von einer in der Fig. 1 nicht näher dargestellten Spannungsquelle versorgt wird. Die Bodenplatte ist hierbei vom Wellenleiter mit Hilfe einer dünnen Isolierplatte 5 isoliert. Die Isolierplatte kann hierzu beispielsweise aus Glimmer bestehen Wie eingangs schon erwähnt, wirken der Stift und die Platte als Induktivität und Kapazität, welche mit der Diode in Reihe geschaltet sind. Dieser Schwingkreis ist an die Länge des Resonator hohlräume s angepaßt, d. h. an den Abstand zwischen dem zylindrischen Einsatz und dem geschlossenen Ende des Wellenleiters. Ferner wird die Ankopplung des Signalausganges durch die Ausdehnung des zylindrischen Einsatzes bewirkt. Um die Kopplung zu verändern, ist die Bodenplatte 4 nicht rotationssymmetrisch ausgebildet. Sie hat beispielsweise die in der Fig. 2 dargestellte Form. Außerdem kann der gesamte Einsatz von außerhalb des Wellenleiters her gedreht werden. Durch Drehen des Einsatzes ist es möglich, die Ausdehnung in Richtung zum Signalausgang hin zu verändern, wodurch die Kopplung des Signalausganges an den Oszillator ebenfalls verändert wird, ohne daß hierzu die Diode an den Hohlraum gesondert angepaßt werden muß.

Beim Drehe» der Bodenplatte ergibt sich eine gewisse Veränderung der Resonanzfreipenz deg Hohlraumes. Diese Veränderung kann man jedoch reduzieren, wem der Querschnitt des Wellenleiters in seiner Längs-

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richtung veränderlich ist. Dies läßt sich dadurch erzielen, daß man den Wellenleiter konisch ausbildet. Die Drehung der Bodenplatte ändert dann die Resonanzfrequenz unterschiedlich in verschiedenen Teilen des Wellenleiters, so daß es möglich wird, die unerwünschte Änderung der Resonanzfrequenz im wesentlichen zu unterdrücken. Durch die konische Ausgestaltung des Wellenleiters erhält man außerdem noch den Vorteil, daß eine bessere Kontrolle der Glätte der inneren Fläche ermöglicht ist, wodurch ein höherer Gütefaktor des Hohlraumes erzielt wird.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   I.) Mikrowellenoszillator mit einem kurzgeschlossenen Wellenleiter,

   in welchem in einem bestimmten Abstand vom kurzgeschlossenen Ende ein Halbleiter mit einem negativen Differentialwiderstand für die verwendete Frequenz zwischen zwei einander gegenüberliegenden Wänden angeordnet ist und in elektrischem Kontakt mit zwei von diesen Wänden abstehenden elektrisch leitenden Elementen steht, von denen wenigstens eines von der wellenleitenden Wand isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das von der wellenleitenden Wand isolierte elektrisch leitende Element (4) um eine Achse drehbar ist, die durch den als Diode ausgebildeten Halbleiter (2) und die elektrisch leitenden Elemente (3, 4) hindurchverläuft und bezüglich dieser Achse unsymmetrisch ausgebildet ist.
2. 2. Mikrowellenoszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Wellenleiter (1) konisch ausgebildet ist.

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