DE3241687C2 - - Google Patents

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DE3241687C2
DE3241687C2 DE19823241687 DE3241687A DE3241687C2 DE 3241687 C2 DE3241687 C2 DE 3241687C2 DE 19823241687 DE19823241687 DE 19823241687 DE 3241687 A DE3241687 A DE 3241687A DE 3241687 C2 DE3241687 C2 DE 3241687C2
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Klaus Dr.-Ing. 7913 Senden De Solbach
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Telefunken Systemtechnik AG
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Telefunken Systemtechnik AG
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B9/00Generation of oscillations using transit-time effects
    • H03B9/12Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices
    • H03B9/14Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B9/145Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance the frequency being determined by a cavity resonator, e.g. a hollow waveguide cavity or a coaxial cavity
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
    • H03L1/02Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
    • H03L1/021Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only of generators comprising distributed capacitance and inductance

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperaturkompensation der Schwingfrequenz von Oszillatoren in Hohlleitertechnik, insbesondere von Mikrowellen- und Millimeterwellen-Oszillatoren, gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Anordnung ist beispiels­ weise aus der DE 25 38 779 A1 bekannt.
In der DE 25 38 779 A1 ist ein Mikrowellen-Hohlraumresonator be­ schrieben, mit einer Temperaturstabilisation durch einen keramischen Körper mit negativen Temperaturkoeffizienten zur Kompensation des positiven Temperaturkoeffizienten des Hohlraumresonators, wobei der keramische Körper an einer Innenfläche des Hohlraumresonators und getrennt von der Diode des Resonators angeordnet ist.
Aus der Hochfrequenztechnik, beispielsweise aus der US-PS 21 56 056, ist es bekannt, die Schwingfrequenz von Oszillatoren durch die Ver­ wendung von Kondensatoren mit einstellbaren Temperatur-Koeffizienten bezüglich Temperaturschwankungen zu kompensieren. Steigt z. B. die Frequenz des Oszillators mit steigender Temperatur der Schaltung, wird in dem frequenzbestimmenden Schwingkreis des Oszillators eine Kapazität mit positivem Temperatur-Koeffizienten (im folgenden abge­ kürzt mit TK) benötigt. Umgekehrt wird eine Kapazität mit negativem Temperatur-Koeffizienten benötigt, wenn die Frequenz des Oszillators mit steigender Temperatur abfällt.
Zur Einstellung des richtigen Temperatur-Koeffizienten werden vorzugsweise Trimmer verwendet, deren Aufbau und Funktion aus Fig. 1A) ersichtlich ist. Ein Differential- Drehkondensator mit den beiden Statorplatten 1 und 2 und dem Rotor 3 ist in Reihe geschaltet mit zwei Fest-Konden­ satoren 4 und 5. Je nach Winkelstellung ϕ des Rotors 3 wird entweder der Kondensator 4 mit einem positiven TK stärker angekoppelt oder der Kondensator 5 mit einem negativen TK. Der Verlauf der resultierenden Kapazität Cres und des resultierenden Temperatur-Koeffizienten TKres der Schaltung ist in Fig. 1B) über dem Drehwinkel ϕ des Rotors 3 aufgetragen. Es ist interessant, daß hier die resultierende Kapazität (bei einer bestimmten Temperatur) praktisch konstant über den ganzen Einstellbereich bleibt, während der resultierende TK variiert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine Temperaturkompensation an einem Oszillator vorzunehmen ohne die Arbeitsfrequenz des Oszillators wesentlich zu verstimmen.
Für Oszillatoren in Hohlleiter-Technik existiert eine solche Möglichkeit bisher nicht. Alle bekannten Methoden der Temperaturkompensation von Hohlleiter-Oszillatoren sind entweder nicht durchstimmbar, d. h. beruhen auf dem Austauschen von Schaltungselementen, oder verursachen eine erhebliche Verstimmung des Oszillators.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung vorzuschla­ gen, die die kontinuierliche Temperaturkompensation von Hohlleiter-Oszillatoren erlaubt ohne eine wesentliche Verstimmung der Schwingfrequenz der Oszillatoren zu be­ wirken.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausführungen der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Fig. 2A) zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem Hohlleiter 6 ist ein aus zwei Teilen 7 und 8 zusammengesetzter Stab 9 aus dielektrischem Material eingelassen. Die beiden Teile des Stabes besitzen möglichst gleiche Dielektrizitätszahlen ε, während Teil 7 einen positiven und Teil 8 einen negativen Temperatur- Koeffizienten aufweist. Durch Verschieben des Stabes 9 wird daher nur auf den resultierenden Temperatur-Koeffi­ zienten TKres Einfluß genommen, nicht jedoch auf die im Hohlleiter 6 wirksame Dielektrizitätszahl εres des Stabes (bei einer bestimmten Temperatur betrachtet). Dazu ist natürlich nötig, daß keine Wellenausbreitung in den Stab­ teilen außerhalb des Hohlleiters 6 stattfindet, d. h., daß der Durchmesser des Stabes so gewählt werden muß, daß die Grenzfrequenz für die H11-Welle in den Stabteilen außer­ halb des Hohlleiters 6 höher liegt als die Arbeitsfrequenz der Oszillator-Schaltung.
Die resultierende Dielektrizitätszahl εres und der im Hohlleiter 6 wirksam werdende Temperatur-Koeffizient TKres ist in Fig. 2B) als Funktion der Eintauchtiefe d/h der Trennstelle der Stabhälften gezeichnet, wobei h die Höhe des Hohlleiters ist.
In einer anderen Ausführungsform besteht der dielektrische Stab aus mehr als zwei Teilen mit jeweils unterschied­ lichen Temperatur-Koeffizienten.
In einer weiteren Ausführungsform besteht der Stab aus einem Teil, wobei das Material jedoch örtlich unter­ schiedliche TK aufweist.
Weiter ist es vorteilhaft, den Stab als Rohr (bzw. Stab mit Bohrung) auszuführen.
In einer Oszillator-Schaltung wird der dielektrische Stab vorzugsweise an einem Ort hoher elektrischer Feldstärke in einem frequenzbestimmenden Leitungsstück angebracht, wo er wie eine Kapazität in einem Resonanzschwingkreis wirkt und durch seine Kapazitätsänderung aufgrund von Temperatur­ schwankungen die Frequenzänderung des Oszillators kompen­ sieren kann. In Fig. 3 ist eine solche Schaltung gezeich­ net. Der dielektrische Stab 9 ist zwischen einer Blende 10 und dem aktiven Element 11 (z. B. Gunn-Element) mit seiner Gleichstrom-Zuführung 12 angebracht. Der Leitungsbereich zwischen der Blende 10 und dem aktiven Element 11 ist ein frequenzbestimmender Teil der Schaltung und wird durch den dielektrischen Stab 9 kapazitiv belastet. Durch Ver­ schieben des Stabes im Hohlleiter ist kontinuierlich die für den entsprechenden Oszillator notwendige Temperatur­ kompensation einstellbar.

Claims (6)

1. Anordnung zur Temperaturkompensation der Schwingfrequenz von Os­ zillatoren in Hohlleitertechnik, insbesondere von Mikrowellen-und Millimeterwellen-Oszillatoren, mit einem dielektrischen Körper an einer frequenzbestimmenden Stelle, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Körper ein zylinderförmiger dielektrischer Stab (9) ist, der an der frequenzbestimmenden Stelle den Hohlleiter (6) kreuzt, daß der Stab (9) aus Teilen (7, 8) mit etwa gleicher Dielek­ trizitätszahl ε, jedoch mit unterschiedlichen Temperatur-Koeffizien­ ten besteht, und daß der Stab (9) in seiner Achsenrichtung ver­ schiebbar ist (Fig. 2A, Fig. 3).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (8) des Stabes einen negativen und ein anderer Teil (7) einen positiven Temperatur-Koeffizienten auf­ weist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Stab (9) aus mehr als zwei Teilen mit jeweils unterschiedlichen Temperatur-Koeffizienten be­ steht.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Stab (9) aus einem Teil besteht und das Material örtlich unterschiedliche Temperatur-Koeffizienten aufweist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (9) als Rohr ausge­ führt ist.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (9) den Hohlleiter (6) an einem Ort hoher Feldstärke kreuzt.
DE19823241687 1982-11-11 1982-11-11 Anordnung zur temperaturkompensation von hohlleiter-oszillator-schaltungen Granted DE3241687A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19543179A1 (de) * 1995-11-20 1997-05-22 Forschungszentrum Juelich Gmbh Mikrowellenresonator, Verfahren zur Herstellung eines solchen Resonators sowie Verfahren zur Kompensation des Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz eines Mikrowellenresonators

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US2156056A (en) * 1935-07-17 1939-04-25 Lorenz C Ag Method of producing carrier frequencies
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