DE3138172A1

DE3138172A1 - Tunable multi-circuit parametric amplifier

Info

Publication number: DE3138172A1
Application number: DE19813138172
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Bertsch; Helmut Dipl.-Ing. 7151 Oberbrüden Zappe
Original assignee: AEG Telefunken Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1981-09-25
Filing date: 1981-09-25
Publication date: 1983-05-05

Abstract

The present invention relates to a tunable multi-circuit parametric amplifier, the diode of which is coupled with non-linear reactance via a signal line to one arm of a waveguide circulator (Z) which isolates the input signal from the output signal of the parametric amplifier (PV). This circulator arm represents a resonant circuit for the parametric amplifier. <IMAGE>

Description

Abstimmbarer, mehrkreisiger parametrischer Verstärker Tunable, multi-circuit parametric amplifier

Die vorliegende Erfindung betrifft einen abstimmbaren, mehrkreisigen parametrischen Verstärker, bestehend aus einer Diode mit nichtlinearer Reaktanz, die innerhalb eines einseitig kurzgeschlossenen, die Pumpenergie zuführenden Hohlleiters angeordnet ist, und einer an die Diode angeschlossenen und mit einem Arm eines das Eingangssignal vom Ausgangssignal trennenden Zirkulators verbundenen Signalleitung, die ein einen Resonanzkreis bildendes Transformationsglied enthält.The present invention relates to a tunable, multi-circuit parametric amplifier consisting of a diode with non-linear reactance, those inside a waveguide that is short-circuited on one side and supplies the pump energy is arranged, and one connected to the diode and with one arm of the Input signal from output signal separating circulator connected signal line, which contains a transformation element forming a resonance circuit.

Ein derartiger parametrischer Verstärker ist aus der DE-OS 21 35 612 bekannt. Er besitzt, um möglichst breitbandig zu sein, mehrere Resonanzkreise. Ein erster Resonanzkreis wird gebildet durch die Reaktanzen des Signal-, Hilfs- und Pumpkreises des parametrischen Verstärkers. Um weitere Resonanzkreise zu erzeugen, sind gemäß der DE-OS 21 35 612 in bestimmten Abständen von der Diode an der Signalleitung mehrere Stichleitungen angeordnet. Damit diese Resonanz- kreise auf gewünschte Frequenzen abgestimmt werden können, sind an den Leitungen Abstimmschrauben vorgesehen, mit denen die Wellenwiderstände der Leitungen veränderbar sind.Such a parametric amplifier is from DE-OS 21 35 612 known. In order to be as broadband as possible, it has several resonance circles. A first resonance circuit is formed by the reactances of the signal, auxiliary and Pumping circuit of the parametric amplifier. To create further resonance circles, are according to DE-OS 21 35 612 at certain distances from the diode on the signal line several stub lines arranged. So that this resonance circles can be tuned to the desired frequencies, there are tuning screws on the cables provided, with which the wave resistance of the lines can be changed.

Der Einsatz zusätzlicher Leitungen führt zu einem Dämpfungsanstieg des Signalweges, womit eine Erhöhung der Rauschleistung des parametrischen Verstärkers verbunden ist. Es ist aber. das Ziel, gerade für den Höchstfrequenzbereich möglichst raucharme Verstärker zu schaffen.The use of additional lines leads to an increase in attenuation of the signal path, thus increasing the noise power of the parametric amplifier connected is. But it is. the goal, especially for the highest frequency range, if possible to create low-smoke amplifiers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen abstimmbaren, mehrkreisigen parametrischen Verstärker der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem man zur Realisierung seiner Resonanzkreise ohne zusätzliche die Dämpfung und-damit das Rauschen des parametrischen Verstärkers erhöhende Resonanzleitungen auskommt.The invention is therefore based on the object of providing a tunable, specify multi-circuit parametric amplifier of the type mentioned at which one to the realization of his resonance circles without additional damping and -with it The resonance lines increasing the noise of the parametric amplifier get by.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Arm des Zirkulators, an dem die Signalleitung angeschlossen ist, mit Abstimmelementen versehen ist, zur Erzeugung eines weiteren Resonanzkreises.According to the invention the object is achieved in that the arm of the circulator, to which the signal line is connected, is provided with tuning elements, for Creation of another resonance circuit.

Beieinem in Hohlleitertechnik ausgeführten Zirkulator können die Abstimmelemente als verstellbare, in den Hohlleiterarm hineinragende Koppelstifte ausgeführt sein.In the case of a circulator made using waveguide technology, the tuning elements be designed as adjustable coupling pins protruding into the waveguide arm.

Durch die erfindungsgemäße Ausnutzung des Zirkulatorarms für einen weiteren Resonanzkreis des parametrischen Verstärkers umgeht man den Einsatz aufwendiger Leitungskonstruktionen.By using the circulator arm according to the invention for one The use of a further resonance circuit of the parametric amplifier is bypassed in a more complex manner Line constructions.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 die Ersatzschaltung eines einkreisigen parametrischen Verstärkers, Figur 2 die Ersatzschaltung eines dreikreisigen parametrischen Verstärkers, Figur 3 die zur Diode führende Signalleitung mit einem Transformationsglied und Figur 4 einen Zirkulator mit einem daran angeschlossenen parametrischen Verstärker.Based on an embodiment shown in the drawing now the invention is explained in more detail. Show it: Figure 1 the equivalent circuit of a single-circuit parametric amplifier, Figure 2 shows the equivalent circuit of a three-circuit parametric amplifier, Figure 3 the signal line leading to the diode with a transformation element and FIG. 4 a circulator with a connected thereto parametric amplifier.

Aus der Figur 1 geht das Ersatzschaltbild eines allgemein bekannten parametrischen Verstärkers hervor. Die Schaltungselemente -R, L1 und C1 beschreiben die Eigenschaften der Diode (z.B. Kapazitätsdiode, Varaktordiode oder ähnliche Bauelemente mit nichtlinearer Reaktanz), des Signal-, des Hilfs- und des Pumpkreises. Das in den Signalweg geschaltete Transformationsglied T transformiert den abschließenden negativen reellen Widerstand -R auf einen bestimmten Wert zur Einstellung einer gewünschten Verstärkung. Die Signalleitung ist an einen Arm eines Zirkulators Z angeschlossen, der das der Diode des parametrischen Verstärkers zugeführte Eingangssignal E vom an der Diode reflektierten Ausgangssignal A trennt.The equivalent circuit diagram of a generally known one is shown in FIG parametric amplifier. Describe the circuit elements -R, L1 and C1 the properties of the diode (e.g. capacitance diode, varactor diode or similar components with non-linear reactance), the signal, the auxiliary and the pumping circuit. This in the transformation element T connected to the signal path transforms the final one negative real resistance -R to a certain value for setting a desired reinforcement. The signal line is to one arm of a circulator Z. which is the input signal fed to the diode of the parametric amplifier E separates from the output signal A reflected at the diode.

Die Verstärkung dieses einkreisigen parametrischen Verstärkers ist für die meisten Anwendungsfälle zu schmalbandig.The gain of this single circuit parametric amplifier is too narrow-band for most applications.

Daher werden neben dem von dem Signal-, Hilfs- und Pumpkreis gebildeten Resonanzkreis L1, C1 weitere Resonanzkreise L2 , Ca und L3, C3 eingesetzt. Das Ersatzschaltbild eines dreikreisigen parametrischen Verstärkers zeigt die Figur 2.Therefore, in addition to that formed by the signal, auxiliary and pump circuit Resonance circuit L1, C1 further resonance circuits L2, Ca and L3, C3 are used. The equivalent circuit diagram a three-circuit parametric amplifier is shown in FIG. 2.

In der Figur 3 ist ein Ausschnitt eines parametrischen Verstärkers dargestellt. Die Diode D mit nichtlinearer Reaktanz befindet sich in einem kurzgeschlossenen Hohlleiter H, durch den die Pumpenergie zugeführt wird. Von diesem Hohl- leiter zweigt eine Signalleitung SL ab, welche das vom Zirkulator kommende Eingangssignal der Diode zu- und das an ihr reflektierte Ausgangssignal ableitet. In der als Hohlleiter ausgebildeten Signalleitung ist eine mit der Diode kontaktierte Transformationsleitung angeordnet. Sie besteht aus zwei Abschnitten T1 und T2 , wobei der Abschnitt T. mit Querschnittssprüngen versehen ist, die für die Hilfsfrequenz fH des parametrischen Verstärkers xH/4 lang sind und als Bandsperre für die Hilfsfrequenz wirken. Beide Abschnitte T1 und T2 sind für die Signalfrequenz fs aus/4 lang und so dimensioniert, daß sie einen zweiten Resonanzkreis L2 , C2 bilden mit einer bestimmten Resonanzfrequenz.FIG. 3 shows a section of a parametric amplifier shown. The diode D with nonlinear reactance is in a short-circuited Waveguide H, through which the pump energy is supplied. From this hollow ladder A signal line SL branches off, which carries the input signal coming from the circulator the diode and derives the output signal reflected on it. In the as a waveguide formed signal line is a transformation line contacted with the diode arranged. It consists of two sections T1 and T2, with section T. is provided with cross-sectional jumps, which for the auxiliary frequency fH of the parametric Amplifier xH / 4 are long and act as a bandstop filter for the auxiliary frequency. Both Sections T1 and T2 are long for the signal frequency fs out / 4 and are dimensioned in such a way that that they form a second resonance circuit L2, C2 with a certain resonance frequency.

Die Figur 4 zeigt nun die Gesamtansicht eines an einen Zirkulator Z angeschlossenen parametrischen Verstärkers PV.FIG. 4 now shows the overall view of a circulator Z connected parametric amplifier PV.

Die Ankopplung der Signalleitung des parametrischen Verstärkers an den Zirkulator Z geschieht in dem Übergang ü. Die Abgleichstifte AS dienen zum Feinabgleich der Ankopplung des parametrischen Verstärkers an den Zirkulator. Damit diese Ankopplung phasenrichtig erfolgt, ist zwischen dem Übergang Ü und dem Zirkulator Z noch eine Abstandsleitung AL mit einer die richtige Signalphase einstellenden Länge.The coupling of the signal line of the parametric amplifier to the circulator Z happens in the transition ü. The adjustment pins AS are used for fine adjustment the coupling of the parametric amplifier to the circulator. So this coupling occurs in the correct phase, there is still one between the transition Ü and the circulator Z. Distance line AL with a length that sets the correct signal phase.

In den Zirkulatorarm, an dem der parametrische Verstärker PV angeschlossen ist, ragen mehrere Koppelstifte KS. Dieser Zirkulatorarm stellt einen dritten Resonanzkreis L3 Ca dar, wobei mit Hilfe der Koppelstifte dessen Resonanzfrequenz so eingestellt werden kann, daß sich insgesamt zusammen mit den anderen beiden Resonanzkreisen L1, C1 und L2 , C2 ein breite iJbertragungsfurlktiorl ties parametrischen Verstärkers einstellt.In the circulator arm to which the parametric amplifier PV is connected is, protrude several coupling pins KS. This circulator arm represents a third resonance circuit L3 Ca, with its resonance frequency adjusted with the aid of the coupling pins can be that together with the other two resonance circles L1, C1 and L2, C2 a wide transmission range of parametric amplifier adjusts.

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Claims

Claims of tunable, multi-circuit parametric amplifier, consisting of a diode with nonlinear reactance that is unilateral within a short-circuited, the pump energy supplying waveguide is arranged, and one connected to the diode and with one arm of the input signal from the output signal separating circulator connected signal line, which forms a resonance circuit Contains transformation element, characterized in that the arm of the circulator (Z), to which the signal line (SL) is connected, with tuning elements (K.S) is provided to generate a further resonance circuit (L3, C3).

2. Parametric amplifier according to claim 1, characterized in that that the tuning elements in a waveguide circulator as adjustable, in the Circulator arm protruding coupling pins (KS) are executed.