HU223723B1 - Mikrohullámú burstgenerátor - Google Patents
Mikrohullámú burstgenerátor Download PDFInfo
- Publication number
- HU223723B1 HU223723B1 HU0000466A HUP0000466A HU223723B1 HU 223723 B1 HU223723 B1 HU 223723B1 HU 0000466 A HU0000466 A HU 0000466A HU P0000466 A HUP0000466 A HU P0000466A HU 223723 B1 HU223723 B1 HU 223723B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- microwave
- transistor
- pulse
- control electrode
- oscillator
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 5
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/282—Transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION 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
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B5/1841—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
- H03B5/1847—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
- H03B5/1852—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/0209—Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
A találmány tárgya mikrohullámú burstgenerátornanoszekundumtartományba eső időtartamú, mikrohullámú burstökelőállítására, amely vezérlőimpulzusok előállítására szolgálóimpulzusgenerátorral, valamint mikrohullámú rezgések előállításáraszolgáló mikrohullámú oszcillátorral (5) van ellátva, ahol amikrohullámú oszcillátor (5) frekvenciameghatározó rezonancia-áramkörrel ellátott aktív félvezető erősítőt tartalmaz. A félvezetőerősítő tranzisztorral (25), ohmos ellenállással (26) ésinduktivitással (27) van ellátva. A találmány lényege, hogy az ohmosellenállás (26) vonatkoztatási potenciál és a tranzisztor (25)forrása/emittere közé van beiktatva, míg az induktivitás (27) atranzisztor (25) vezérlőelektródja/bázisa és a vonatkoztatásipotenciál közé van iktatva, ahol az ohmos ellenállás (26) arezonancia-áramkör jóságának olyan mértékű csökkentésére szolgálóelem, hogy a tranzisztor (25) vezérlőelektródjára/bázisára vagynyelőjére/kollektorára juttatott vezérlőimpulzus a mikrohullámúoszcillátornak (5) a tranzisztor (25) nyelőjével/kollektorávalkapacitív csatolásban lévő kimeneti kapocsról (24) elvezethető – avezérlőimpulzus lefutását legalább megközelítően követő – mikrohullámúrezgést hoz létre. ŕ
Description
A találmány tárgya mikrohullámú burstgenerátor nanoszekundumtartományba eső időtartamú, mikrohullámú burstök előállítására, amely vezérlőimpulzusok előállítására szolgáló impulzusgenerátorral, valamint mikrohullámú rezgések előállítására szolgáló mikrohullámú oszcillátorral van ellátva, ahol a mikrohullámú oszcillátor frekvenciameghatározó rezonancia-áramkörrel ellátott aktív félvezető erősítőt tartalmaz, ahol a félvezető erősítő tranzisztorral, ohmos ellenállással és induktivitással van ellátva, és ahol a mikrohullámú oszcillátor vezérlőimpulzus fogadására szolgáló bemeneti kapcsa a félvezető erősítő vezérlőelektródjára vagy a félvezető erősítőnek egy kimenetére van csatlakoztatva.
Az ilyen jellegű, mikrohullámú burstgenerátorokat szokásosan radarrendszerekben, különösen impulzusüzemű radarrendszerekben pontos távolságmérésre alkalmazzák, és ilyenek például a WO-A-96/07931, az FR A 2595830 vagy a GB-A-1450236 számú iratokból ismertek.
A WO 96/07931 impulzusüzemű nagyfrekvenciás oszcillátort ismertet, amely kimeneti oldalán tranzisztorral van ellátva, amelyre egy alacsony frekvenciás FM oszcillátor kimeneti jelét vezetik. A tranzisztor kollektorán keletkező FM-rezgést antennára juttatják. Az FM-rezgésnek az ütemezett be- és kikapcsolását a tranzisztoron úgy valósítják meg, hogy a tranzisztor bázisára és emitterére az FM-rezgés megszakítására alkalmas jeleket kapcsolnak. Az antenna által kisugárzott impulzus időtartamát potenciométer segítségével állítják be. A tranzisztor bázisára és emitterére juttatott jelek révén időablakot hoznak létre, amelyen belül az FM-modulált jelnek az antennához kell kerülnie.
A mikrohullámú burstgenerátoroknak az alábbi követelményeknek kell eleget tenniük:
a) a mikrohullámú burst időtartamának 1 nanoszekundum tartományban kell lennie, hogy az impulzusüzemű radarrendszer a kívánt nagy felbontási képességet tudja biztosítani,
b) az impulzusüzemű radareljárás a mikrohullámú burst-vivőfrekvencia és a burstök követési frekvencia között nagy koherenciát tételez fel, ennek érdekében biztosítani kell, hogy az oszcillátor berezgése mindenkor azonos kezdeti fázissal történjen,
c) a moduláló impulzusnak kis kitöltési tényezőjűnek kell lennie, hogy a soron következő mikrohullámú burst csak akkor kerüljön kisugárzásra, ha az összes visszavert céljel visszafutási ideje eltelt,
d) a mikrohullám energiájának az impulzus időtartamának elteltével minél kisebbnek kell lennie, azaz az impulzusidőtartam és az impulzusszünet közötti átmenetnek gyorsan kell bekövetkeznie, hogy nagyon kicsi visszavert jeleket is tudjanak érzékelni. Az impulzusüzemű radar dinamikatartománya szokásosan hozzávetőleg 80-100 dB közé esik. Ezért a mikrohullámú burstnek lehetőleg rövid időn belül teljesen le kell csengenie.
Ez a frekvenciameghatározó rezonátor kis jóságát feltételezi.
Szokásos folyamatos üzemű mikrohullámú oszcillátorok ezért nem alkalmasak koherens impulzussorozatok előállítására. Ezek ugyanis kielégítő frekvenciastabilitás biztosítása érdekében általában nagy jóságú (Q >100) rezonancia-áramkörökkel vannak ellátva, ezért nagy ráfordítást igénylő felépítéssel jellemezhetők. Ennek az a következménye, hogy ezen mikrohullámú oszcillátorok bekapcsoláskor több mint 100 periódust a berezgéshez és több mint 100 periódust a lecsengéshez igényelnek. Léteznek speciális mikrohullámú burstgenerátorok is, melyek nagyon széles spektrumot állítanak elő, amelyből sáváteresztő szűrők segítségével a kívánt jelet ki kell szűrni. Az így kialakított mikrohullámú burstgenerátor hátránya, hogy viszonylag rossz hatásfokkal rendelkezik.
A DE 44 01 350 Cl lajstromszámú szabadalmi leírásból mikrohullámú impulzusok előállítására olyan eljárás és egy erre szolgáló, tárolókapcsoló diódával (Step Recovery Diódé=SRD) ellátott elrendezés ismert, amely ugyan a fent említett a)-d) követelményeknek eleget tesz, viszont, ahogy a fentiekben leírtuk, nagyon rossz hatásfokkal rendelkezik. Az itt leírt elrendezés impulzusgenerátort tartalmaz, amely után impulzusdifferenciáló erősítő van kapcsolva. Egy ez után kapcsolt illesztőáramkör az impulzusokat a tárolókapcsoló diódához juttatja, amely egy rezonátorba van integrálva. A rezonátor kapacitív és induktív TEM tápvonalszakaszból áll, beszámítva a tárolókapcsoló dióda záróirányú kapacitását. Ezáltal a keletkező spektrum súlypontja már meg van határozva. Sáváteresztő szűrő segítségével történő további szűréssel ft vivőfrekvenciájú és tp időtartamú mikrohullámú impulzust nyernek.
A találmány révén megoldandó feladat, hogy olyan mikrohullámú burstgenerátort hozzunk létre, amely kevés szerkezeti elemmel 1 nanoszekundum tartományba eső időtartamú, mikrohullámú burst előállítására alkalmas. Ezenkívül célunk, hogy az eddig ismert elrendezések hatásfokánál nagyobb hatásfokú mikrohullámú burstgenerátort hozzunk létre.
A feladat megoldására olyan mikrohullámú burstgenerátort hoztunk létre, amelynél a találmány szerint az ohmos ellenállás vonatkoztatási potenciál és a tranzisztor forrása/emittere közé van beiktatva, míg az induktivitás a tranzisztor vezérlőelektródja/bázisa és a vonatkoztatási potenciál közé van iktatva, ahol az ohmos ellenállás a rezonancia-áramkör jóságának olyan mértékű csökkentésére szolgáló elem, hogy a tranzisztor vezérlőelektródjára/bázisára vagy nyelőjére/kollektorára juttatott vezérlőimpulzus a mikrohullámú oszcillátornak a tranzisztor nyelőjével/kollektorával kapacitív csatolásban lévő kimeneti kapocsról elvezethető - a vezérlőimpulzus lefutását legalább megközelítően követő - mikrohullámú rezgést hoz létre.
Előnyös még, ha az induktivitás induktív TEM tápvonalszakaszként van kiképezve.
A találmány előnye, hogy kapcsolási elrendezésének létrehozásához szükséges ráfordítás a mikrohullámú oszcillátor feszültségellátására szolgáló, vagy a mikrohullámú oszcillátor félvezető erősítőjének vezérlőelektródjára kapcsolható, alkalmas időtartamú vezérlőimpulzusok előállítása révén lényegesen csökkenthe2
HU 223 723 Bl tő. Ezáltal a költséges tárolókapcsoló diódák alkalmazásától eltekinthetünk.
A nanoszekundumtartományba eső vezérlőimpulzus, amely a tulajdonképpeni mikrohullámú burst időtartamát határozza meg, például egyszerű impulzusrövidítő fokozat (időtartam-csökkentő fokozat) segítségével állítható elő.
A találmánynak egy előnyös kiviteli alakja esetén az impulzusrövidítő fokozat és az oszcillátor egymáshoz való csatolása hajtófokozat és/vagy csatolásmentesítő fokozat segítségével javítható. így előnyös, ha az impulzusgenerátor és a mikrohullámú oszcillátor között hajtófokozat van elrendezve. Célszerű, ha az impulzusgenerátor és a mikrohullámú oszcillátor közé csatolásmentesítő fokozat van kapcsolva. Amennyiben az impulzusrövidítő fokozat úgy van felépítve, hogy invertált kimeneti jelet állít elő, úgy ez invertáló hajtófokozattal kompenzálható. A csatolásmentesítő fokozat előnyös módon úgynevezett „Circular Stub” (hangolócsonk) segítségével valósítható meg.
Előnyös továbbá, ha az oszcillátor soros rezonancia-áramkörrel van kialakítva, amely például kapacitív elemként egy gallium-arzenid-alapú térvezérlésű tranzisztor vezérlőelektród-nyelő ágát tartalmazza. Ezáltal különösen az elrendezés hatásfoka javítható.
Előnyös, ha a mikrohullámú burstök a tranzisztor forrás/emitter kivezetésén vannak kivezetve.
Az impulzusrövidítő fokozat előnyösen egyszerű módon, két bipoláris tranzisztor segítségével hozható létre, amelyeknek bázisaira a bemeneti impulzus van kapcsolva, ahol a második tranzisztor kollektor-emitter ága az első tranzisztor bázis-emitter ágával párhuzamosan van kapcsolva, és a bemeneti impulzus RC-tagon keresztül a második tranzisztorra van kapcsolva.
Célszerű, ha az impulzusrövidítő fokozat
- egy első tranzisztort tartalmaz, amelynek vezérlőelektródjára állandó időtartamú impulzusok vannak vezetve, és amelynek terhelési ágán keresztül a kimeneti impulzusok vannak kicsatolva, és
- egy második tranzisztorral van ellátva, amelynek terhelési ága az első tranzisztor vezérlőelektródja és egy vonatkoztatási potenciál közé van iktatva, és amelynek vezérlőelektródja késleltetőtag közbeiktatásával az állandó időtartamú impulzusokkal van táplálva.
Előnyös, ha az első tranzisztor terhelési ága egyik oldalról a vonatkoztatási potenciállal van kapcsolatban, és másik oldalról ellenállásokból álló osztón keresztül tápfeszültséget szolgáltató kapocsra van csatlakoztatva, ahol az osztó egyik ellenállásával harmadik tranzisztor emitter-bázis ága van párhuzamosan kapcsolva, és ahol a kimeneti impulzusok a harmadik tranzisztor kollektorán vannak kivezetve.
A találmányt az alábbiakban előnyös kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajzra való hivatkozással részletesebben is ismertetjük, ahol a rajzon az
1. ábrán egy találmány szerinti elrendezés blokkvázlata, a
2. ábrán impulzusrövidítő fokozatnak egy kiviteli példája utánkapcsolt hajtófokozattal, a
3. ábrán mikrohullámú oszcillátornak egy első kiviteli példája, a
4. ábrán kimeneti jelsorozat időbeli lefutása, és az
5. ábrán mikrohullámú oszcillátornak egy második kiviteli példája látható.
Az 1. ábrán 1 impulzusgenerátor látható, amelynek kimeneti jele 2 impulzusrövidítő fokozat bemenetére kerül. A 2 impulzusrövidítő fokozat nanoszekundumtartományba eső időtartamú kimeneti impulzusokat állít elő, amelyek 3 hajtófokozat bemenetére kerülnek. A 3 hajtófokozat által felerősített jel 4 csatolásmentesítő fokozatba kerül, amely kimeneti oldalon mikrohullámú 5 oszcillátor tápfeszültség-bemenetére van kötve. A mikrohullámú 5 oszcillátor kimeneti jele kimeneti kapcson vehető le.
Az 1 impulzusgenerátor ismert módon lehet felépítve, és előre meghatározott periódusú impulzussorozatot szolgáltat. A 2. ábra szerint az utánkapcsolt 2 impulzusrövidítő fokozat bemeneti 6 kapoccsal lehet ellátva, amely 7 ellenálláson keresztül npn 11 tranzisztor bázisával és 8 ellenálláson keresztül szintén npn 10 tranzisztor bázisával van összekötve. A 8 ellenállás és a 10 tranzisztor bázisa között 9 kapacitás testpontra van kapcsolva. A 10 tranzisztor kollektora a 11 tranzisztor bázisával és a 10 tranzisztor emittere a testponttal van összekötve. A 11 tranzisztor emittere szintén testpontra van kötve. A 11 tranzisztor kollektora a 2 impulzusrövidítő fokozat kimeneti körét képezi, és az utánkapcsolt 3 hajtófokozat bemeneti köréhez van csatolva. Ennek érdekében a 11 tranzisztor kollektora három 12, 13, 16 ellenállásból álló soros kapcsoláson keresztül tápfeszültségre kapcsolódó 17 kapoccsal van összekötve. A 12 és 13 ellenállásból álló soros kapcsolás közös pontja egy pnp 18 tranzisztor bázisára van kötve, míg a 13 és 16 ellenállásból álló soros kapcsolás közös pontja a 18 tranzisztor emitterével van összekötve. A 18 tranzisztor kollektora kimeneti 19 kapocsra van kötve. A 16 ellenállás mindkét oldalon csatolásmentesítő 14, 15 kapacitáson keresztül testpontra van kötve.
A találmány szerinti mikrohullámú 5 oszcillátor az alábbiak szerint lehet felépítve. A 3. ábrán tápfeszültséget szolgáltató 20 kapocs 21 ellenálláson keresztül A hangolócsonkkal (Circular Stub) és Β λ/4 tápvonalszakasszal van összekötve. Az A hangolócsonk és a B λ/4 tápvonalszakasz 4 csatolásmentesítő fokozatot képez. A Β λ/4 tápvonalszakasz másik vége 25 tranzisztor - ebben az esetben térvezérlésű tranzisztor - terhelési ágán (forrásnyelő szakaszán) és egy ezzel sorba kapcsolt 26 ellenálláson keresztül testpontra van kötve. A 25 tranzisztor félvezető erősítőt alkot, és bipoláris tranzisztorként is ki lehet képezve. A térvezérlésű tranzisztor nyelője 23 kapacitáson keresztül a kimeneti 24 kapoccsal van összekötve. A térvezérlésű 25 tranzisztor vezérlőelektródja 27 induktivitáson keresztül testpontra van kötve.
A 3 hajtófokozat kimeneti 19 kapcsa a 20 kapoccsal van összekapcsolva. A bemeneti 6 kapocsra előre megadott impulzusperiódusú impulzussorozatot juttatunk. Az 1 impulzusgenerátortól érkező impulzust a 2 impulzusrövidítő fokozat tp időtartamú impulzussá rövidíti
HU 223 723 Β1 le. Ez a 2. ábra szerinti kiviteli példa esetén azáltal történik, hogy az érkező pozitív impulzus felfutó impulzuséle a 11 tranzisztor bázis-emitter feszültségének túllépése esetén a 11 tranzisztort vezető állapotba juttatja. Ezáltal a 12, 13, 16 ellenállásokból álló feszültségosztón keresztül áram folyik, aminek hatására a 13 ellenálláson elegendő feszültség esik, hogy a 18 tranzisztort vezető állapotba juttassa. Ezzel egyidejűleg az érkező pozitív impulzus felfutó impulzusélét a 8 ellenállásból és 9 kapacitásból álló RC-tagon keresztül az általa meghatározott idővel késleltetjük. Ezen késleltetési idő gyorsabb működésű tranzisztorok kiválasztásával egy nanoszekundum törtrészéről a beérkező impulzus időtartamáig terjedően állítható be. A késleltetési idő elteltével a 10 tranzisztor vezető állapotba kapcsol, úgyhogy a 11 tranzisztor bázisának feszültsége a 10 tranzisztor telítési feszültségére csökken. így a 11 tranzisztor ismét nagyohmos állapotba tér vissza, és ezáltal a 18 tranzisztort lezárja. így a kimeneti 19 kapcson tp időtartamú, nagyon rövid impulzus áll rendelkezésre, amely jól terhelhető. A 10, 11 és 18 tranzisztorok véges felfutási ideje miatt a kimeneti impulzus sin2 függvényhez hasonló görbe alakkal rendelkezik. A 14, 15 kapacitásokból és a 16 ellenállásból álló áramkör csupán a 17 kapocs felől a táplálás hidegítésére szolgál. A 2 impulzusrövidítő fokozat és a 3 hajtófokozat a bemutatott kiviteli példa esetén egymást úgy egészítik ki, hogy a két fokozat a feldolgozandó jelet kétszer invertálja, aminek hatására a kimeneti 19 kapcson egy neminvertált jel jelenik meg.
Az így nyert, a mikrohullámú impulzus időtartamának megfelelő időtartamú jel az 5 mikrohullámú oszcillátor számára a 19, 20 kapcsokon keresztül tápfeszültségként áll rendelkezésre. A mikrohullámú 5 oszcillátor 25 tranzisztorból áll, amely a bemutatott kiviteli példa esetén gallium-arzenid-alapú térvezérlésű tranzisztor. Ehelyett alkalmazhatunk bipoláris tranzisztort is. Ezenkívül például a 27 induktivitás induktív TEM tápvonalszakaszként van kiképezve. A mikrohullámú 5 oszcillátor frekvenciameghatározó rezonancia-áramkörét ezen tápvonalszakasz és térvezérlésű 25 tranzisztor esetén a vezérlőelektród és a nyelő közötti belső tranzisztorkapacitás, illetve bipoláris 25 tranzisztor esetén a bázis és a kollektor közötti belső tranzisztorkapacitás képezi. A 27 induktivitást képező tápvonalszakasz a tranzisztorkapacitással együtt soros rezonanciaáramkört képez, amely a tápvonalszakasz hosszával hangolható. Ezenkívül ezáltal a berezgéshez szükséges fázisfeltétel is teljesül. A 26 ellenállás a rezonanciaáramkör jóságának csökkentéséhez szükséges, hogy gyorsabb berezgést biztosítsunk. A 25 tranzisztoron keresztül folyó áram korlátozására a 3 hajtófokozat és a 4 csatolásmentesítő fokozat közé 21 ellenállás van beiktatva. A 23 kapacitás a mikrohullámú 5 oszcillátor kimeneti jelét csatolja ki.
A mikrohullámú 5 oszcillátor úgy van kiképezve, hogy a 20 kapocsra kapcsolt tápfeszültség esetén a frekvenciameghatározó rezonancia-áramkör rezonanciafrekvenciáján jelet állítson elő. A 27 induktivitást képező tápvonalszakasz hosszának illesztése esetén arra kell ügyelni, hogy a 26 ellenállás saját induktivitásának betranszformált részét a 27 induktivitással párhuzamosan figyelembe vegyük.
Ahogy a fentiekben már említettük, a mikrohullámú 5 oszcillátor tápfeszültség-ellátása tp időtartamú impulzus segítségével történik. Ezt a 2 impulzusrövidítő fokozatnak és az utánkapcsolt 3 hajtófokozatnak az A hangolócsonkból és a Β λ/4 tápvonalszakaszból álló 4 csatolásmentesítő fokozat segítségével történő csatolásmentesítése érdekében a 20 kapcson keresztül a mikrohullámú 5 oszcillátorhoz juttatjuk. Az impulzus tp időtartama ily módon a mikrohullámú burst időtartamát (szélességét) határozza meg. Az A hangolócsonk az f, vivőfrekvencián rövidzárat képez, amelyet Β λ/4 tápvonalszakaszon keresztül szakadássá transzformálunk. Ezáltal a mikrohullámú 5 oszcillátorból nem kerülhet vissza nagyfrekvencia a 3 hajtófokozatra.
Gyors berezgési és csillapodási (lecsengési) tulajdonságok elérése érdekében a forráselektródot a 26 ellenálláson keresztül kell a testponttal összekötni. A 26 ellenállás a rezonancia-áramkör jóságát annyira csökkenti, hogy a mikrohullámú rezgés amplitúdója a lerövidített impulzus amplitúdóját tudja követni (4. ábra).
A mikrohullámú rezgés koherenciáját azáltal érjük el, hogy a mikrohullámú 5 oszcillátor táplálására szolgáló, hozzávetőleg 1 nanoszekundum időtartamú, lerövidített impulzus kis felfutási idővel rendelkezik, amely hozzávetőleg 250 ps tartományba esik, és így a mikrohullámú 5 oszcillátorba már ezen idő alatt is egy spektrális energiahányadot csatol be a rezonanciafrekvencián. Ezáltal a mikrohullámú jel kezdeti fázisa meg van határozva.
A mikrohullámú 5 oszcillátor kimeneti 24 kapcsán a 23 kapacitáson keresztül a mikrohullámú burst jelenik meg. Itt a mikrohullámú burstre viszont még a lerövidített impulzus szuperponálódik, amelyet felüláteresztő szűrő segítségével kiszűrhetünk. Amennyiben a keletkezett mikrohullámú burstöt DC-átvitel-mentes tápvonalon továbbvezetjük, a járulékos felüláteresztő szűrőt elhagyhatjuk, mivel e csőtápvonal ugyanezt a fünkciót biztosítja.
A 4. ábra két, egymást T idő elteltével követő 11 és 12 mikrohullámú burstöt mutat. A két II és 12 mikrohullámú burst között V visszavert jel látható, amelyet például távolságmérés céljából kiértékelünk. Az oszcilláció periódusát fT-vel, a burst időtartamát pedig tp-vel jelöltük.
Az 5. ábrán a mikrohullámú 5 oszcillátornak egy második kiviteli alakja látható. Ennél a kiviteli példánál a 2 impulzusrövidítő fokozat által szolgáltatott impulzus a 3. ábra szerinti mikrohullámú oszcillátornál alkalmazott impulzus alakú tápfeszültséggel ellentétben itt a félvezető erősítőeszköz vezérlőelektródján keresztül a mikrohullámú 5 oszcillátorba juttatjuk. A mikrohullámú 5 oszcillátor szintén 25 tranzisztorral van ellátva, amely gallium-arzenid-alapú térvezérlésű tranzisztor lehet. A 25 tranzisztor vezérlőelektródjára induktív TEM tápvonalszakasz van csatlakoztatva, amely 27 induktivitást alkot (például λ/4 és λ/2 közötti
HU 223 723 Bl hosszúságú nyitott mikroszalag-tápvonal). Ezenkívül a 25 tranzisztor vezérlőelektródja csatolásmentesítő fokozattal van összekötve, amely C λ/4 tápvonalszakaszból, valamint D hangolócsonkból áll. Ezen csatolásmentesítő fokozat bemenete 31 ellenálláson keresztül a mikrohullámú 5 oszcillátor bemeneti 32 kapcsával van összekötve. A 25 tranzisztor nyelőjének kivezetése hasonló módon csatolásmentesítő fokozaton - amely E λ/4 tápvonalszakaszból és F hangolócsonkból áll -, valamint 33 ellenálláson keresztül 34 kapocsra van kötve. A 34 kapocsra állandó UB tápfeszültség kapcsolható. A 25 tranzisztor nyelőjének kivezetése csatolókondenzátort képező 23 kapacitáson keresztül a kimeneti 24 kapocs felé a mikrohullámú jelet szolgáltatja. A 25 tranzisztor forrásának kivezetése 26 ellenálláson keresztül testpontra van kötve.
Az itt bemutatott mikrohullámú 5 oszcillátor a következőképpen működik. Feltételezzük, hogy a vezérlőimpulzus alakja az 5. ábra bal oldalán látható görbével rendelkezik, tehát sin2 görbéhez hasonló görbe alakkal rendelkezik, amelynek maximuma 0 V-nál van, és amely negatív Up potenciálból indul ki, illetve ezen Up potenciálra ismét lecsökken. Addig, amíg a mikrohullámú 5 oszcillátor vezérlőbemenetére, tehát a bemeneti 32 kapocsra olyan negatív feszültség van kapcsolva, amelynek abszolút értéke nagyobb, mint az elzáródás! Up feszültségé (pinch-off feszültség), a 25 tranzisztor zárt állapotban marad. Amennyiben a bemeneti 32 kapcson az impulzus hatására a feszültség 0 V-ra emelkedik, a mikrohullámú 5 oszcillátor a soros rezonancia-áramkör rezonanciafrekvenciáján rezeg, amely soros rezonancia-áramkört a TEM tápvonalszakaszból álló 27 induktivitás és a nyelő és forrás közötti belső tranzisztorkapacitás képezi. Frekvenciahangolás a vezérlőelektródon a tápvonalszakasz hosszának változtatásával lehetséges. Ezáltal a rezgési feltétel biztosításához a szükséges fáziseltolás is befolyásolható. A 26 ellenállás a rezgőkör jóságát korlátozza, úgyhogy a mikrohullámú 5 oszcillátor gyors berezgése és gyors csillapodása (lecsengése) válik lehetővé.
Impulzusüzemben a vezérlőbemeneten, tehát a bemeneti 32 kapcson a feszültségszint 0 V és egy negatív feszültségérték között váltakozik. A rezonancia-áramkör kis jósága miatt a mikrohullámú rezgés burkológörbéjének alakja a vezérlőimpulzus alakjának felel meg. A mikrohullámú rezgések koherenciáját azzal éljük el, hogy a vezérlőimpulzus meredek felfutó éle alatt már egy spektrális energiahányadot biztosít a mikrohullámú 5 oszcillátor számára. A kezdeti fázis így mindenkor azonos. A mikrohullámú 5 oszcillátor kimeneti 24 kapcsán a rövid, meredek élű vezérlőimpulzus segítségével történő vezérlésnek köszönhetően egy lényegében ugyanolyan rövid, valamint fázismerev mikrohullámú burst jelenik meg.
Claims (8)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Mikrohullámú burstgenerátor nanoszekundumtartományba eső időtartamú, mikrohullámú burstök előállítására, amely vezérlőimpulzusok előállítására szolgáló impulzusgenerátorral, valamint mikrohullámú rezgések előállítására szolgáló mikrohullámú oszcillátorral (5) van ellátva, ahol a mikrohullámú oszcillátor (5) frekvenciameghatározó rezonancia-áramkörrel ellátott aktív félvezető erősítőt tartalmaz, ahol a félvezető erősítő tranzisztorral (25), ohmos ellenállással (26) és induktivitással (27) van ellátva, és ahol a mikrohullámú oszcillátor (5) vezérlőimpulzus fogadására szolgáló bemeneti kapcsa (20, 32) a félvezető erősítő vezérlőelektródjára vagy a félvezető erősítőnek egy kimenetére van csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy az ohmos ellenállás (26) vonatkoztatási potenciál és a tranzisztor (25) forrása/emittere közé van beiktatva, míg az induktivitás (27) a tranzisztor (25) vezérlőelektródja/bázisa és a vonatkoztatási potenciál közé van iktatva, ahol az ohmos ellenállás (26) a rezonancia-áramkör jóságának olyan mértékű csökkentésére szolgáló elem, hogy a tranzisztor (25) vezérlőelektródjára/bázisára vagy nyelőjére/kollektorára juttatott vezérlőimpulzus a mikrohullámú oszcillátornak (5) a tranzisztor (25) nyelőjével/kollektorával kapacitív csatolásban lévő kimeneti kapocsról (24) elvezethető - a vezérlőimpulzus lefutását legalább megközelítően követő - mikrohullámú rezgést hoz létre.
- 2. Az 1. igénypont szerinti mikrohullámú burstgenerátor, azzal jellemezve, hogy az induktivitás (27) induktív TEM tápvonalszakaszként van kiképezve.
- 3. A I. vagy 2. igénypont szerinti mikrohullámú burstgenerátor, azzal jellemezve, hogy az impulzusgenerátor és a mikrohullámú oszcillátor (5) között hajtófokozat (3) van elrendezve.
- 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti mikrohullámú burstgenerátor, azzal jellemezve, hogy az impulzusgenerátor és a mikrohullámú oszcillátor (5) közé csatolásmentesítő fokozat (4) van kapcsolva.
- 5. A 4. igénypont szerinti mikrohullámú burstgenerátor, azzal jellemezve, hogy a csatolásmentesítő fokozat (4) hangolócsonkot (A) tartalmaz.
- 6. Az 1 -5. igénypontok bármelyike szerinti mikrohullámú burstgenerátor, azzal jellemezve, hogy a tranzisztor (25) gallium-arzenid-alapú térvezérlésű tranzisztorként vagy bipoláris tranzisztorként van kiképezve.
- 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti mikrohullámú burstgenerátor, azzal jellemezve, hogy impulzusrövidítő fokozattal (2) van ellátva, amely-egy első tranzisztort (11) tartalmaz, amelynek vezérlőelektródjára állandó időtartamú impulzusok vannak vezetve, és amelynek terhelési ágán keresztül a kimeneti impulzusok vannak elvezetve, és-egy második tranzisztorral (10) van ellátva, amelynek terhelési ága az első tranzisztor (11) vezérlőelektródja és egy vonatkoztatási potenciálHU 223 723 Bl közé van iktatva, és amelynek vezérlőelektródja késleltetőtag közbeiktatásával az állandó időtartamú impulzusokkal van táplálva.
- 8. A 7. igénypont szerinti mikrohullámú burstgenerátor, azzal jellemezve, hogy az első tranzisztor (11) 5 terhelési ága egyik oldalról a vonatkoztatási potenciállal van kapcsolatban, és másik oldalról ellenállásokból (12, 13) álló osztón keresztül tápfeszültséget szolgáltató kapocsra (17) van csatlakoztatva, ahol az osztó egyik ellenállásával (13) harmadik tranzisztor (18) emitterbázis ága van párhuzamosan kapcsolva, és ahol a kimeneti impulzusok a harmadik tranzisztor (18) kollektorán vannak kivezetve.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702261A DE19702261C2 (de) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Mikrowellen-Pulsgenerator |
| PCT/DE1998/000081 WO1998033271A1 (de) | 1997-01-23 | 1998-01-12 | Mikrowellen-pulsgenerator |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP0000466A2 HUP0000466A2 (hu) | 2000-06-28 |
| HUP0000466A3 HUP0000466A3 (en) | 2000-12-28 |
| HU223723B1 true HU223723B1 (hu) | 2004-12-28 |
Family
ID=7818113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0000466A HU223723B1 (hu) | 1997-01-23 | 1998-01-12 | Mikrohullámú burstgenerátor |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6175283B1 (hu) |
| EP (1) | EP0954902B1 (hu) |
| JP (1) | JP2000508501A (hu) |
| CN (1) | CN1242884A (hu) |
| AT (1) | ATE224116T1 (hu) |
| CA (1) | CA2274123A1 (hu) |
| DE (2) | DE19702261C2 (hu) |
| HU (1) | HU223723B1 (hu) |
| NO (1) | NO993550L (hu) |
| WO (1) | WO1998033271A1 (hu) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10233569A1 (de) | 2002-07-24 | 2004-02-12 | Vega Grieshaber Kg | Mikrowellen-Pulsgenerator |
| DE10359441B4 (de) * | 2003-09-26 | 2006-11-23 | Krohne Meßtechnik GmbH & Co KG | Elektrischer Impulsgenerator und Verfahren zum Erzeugen von kurzen elektrischen Impulsen |
| EP1528679B1 (de) * | 2003-09-26 | 2014-01-15 | Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Elektrischer Impulsgenerator und Verfahren zum Erzeugen von kurzen elektrischen Impulsen |
| CN1906499B (zh) * | 2004-10-14 | 2010-06-02 | 安立股份有限公司 | 利用高时间分辨率任意改变发射和接收之间的延迟时间的小尺寸低功耗短程雷达及其控制方法 |
| EP1720034A4 (en) * | 2005-01-28 | 2013-12-04 | Anritsu Corp | RADAR OSCILLATOR |
| EP1843170A1 (en) * | 2005-01-28 | 2007-10-10 | Anritsu Corporation | Uwb short pulse radar |
| US20100222663A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | PneumoSonics, Inc. | Non-invasive pneumothorax detection and apparatus |
| EP2525237A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | BAE Systems Plc | Rapid transmit to receive switching apparatus |
| US9285206B1 (en) | 2012-02-07 | 2016-03-15 | Pile Dynamics, Inc. | Measurement device for pile displacement and method for use of the same |
| JP6143325B2 (ja) * | 2013-01-11 | 2017-06-07 | 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 | イジングモデルの量子計算装置及びイジングモデルの量子計算方法 |
| US10605730B2 (en) | 2015-05-20 | 2020-03-31 | Quantum-Si Incorporated | Optical sources for fluorescent lifetime analysis |
| US11466316B2 (en) | 2015-05-20 | 2022-10-11 | Quantum-Si Incorporated | Pulsed laser and bioanalytic system |
| KR102516593B1 (ko) * | 2015-05-20 | 2023-04-03 | 퀀텀-에스아이 인코포레이티드 | 형광 수명 분석을 위한 광학 소스들 |
| BR112019012069A2 (pt) | 2016-12-16 | 2019-11-12 | Quantum-Si Incorporated | conjunto de modelagem e direcionamento de feixe compacto |
| CA3047133A1 (en) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Quantum-Si Incorporated | Compact mode-locked laser module |
| GB2567620A (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-24 | Teledyne E2V Uk Ltd | Microwave generation |
| CN112424587A (zh) | 2018-06-15 | 2021-02-26 | 宽腾矽公司 | 用于具有脉冲光源的先进分析仪器的数据采集控制 |
| AU2020294144A1 (en) | 2019-06-14 | 2022-01-27 | Quantum-Si Incorporated | Sliced grating coupler with increased beam alignment sensitivity |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4187476A (en) * | 1977-01-31 | 1980-02-05 | Hitachi, Ltd. | SHF band oscillator circuit using FET |
| FR2595830B1 (fr) * | 1986-03-13 | 1988-10-14 | Tacussel Maurice | Tete hyperfrequence emettrice/receptrice, en particulier pour radar doppler homodyne de surveillance de locaux |
| JPH0618290B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1994-03-09 | 松下電器産業株式会社 | マイクロ波発振器 |
| JP2932682B2 (ja) * | 1990-11-16 | 1999-08-09 | 住友電気工業株式会社 | 高周波発振回路 |
| US5289139A (en) * | 1992-03-11 | 1994-02-22 | Space Systems/Loral | Push-push ring resonator oscillator |
| JP2876947B2 (ja) * | 1993-07-27 | 1999-03-31 | 日本電気株式会社 | マイクロ波発振器 |
| DE4401350C1 (de) * | 1994-01-14 | 1995-06-29 | Schmidt Metalltech | Mikrowellen-Impulsgenerator mit Ladungsspeicherdiode |
| US5521600A (en) * | 1994-09-06 | 1996-05-28 | The Regents Of The University Of California | Range-gated field disturbance sensor with range-sensitivity compensation |
| JP2850830B2 (ja) * | 1996-02-16 | 1999-01-27 | 日本電気株式会社 | マイクロ波発振器 |
-
1997
- 1997-01-23 DE DE19702261A patent/DE19702261C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-12 EP EP98902950A patent/EP0954902B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-12 US US09/341,783 patent/US6175283B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-12 DE DE59805504T patent/DE59805504D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-12 WO PCT/DE1998/000081 patent/WO1998033271A1/de active IP Right Grant
- 1998-01-12 AT AT98902950T patent/ATE224116T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-01-12 JP JP10531471A patent/JP2000508501A/ja active Pending
- 1998-01-12 HU HU0000466A patent/HU223723B1/hu active IP Right Grant
- 1998-01-12 CA CA002274123A patent/CA2274123A1/en not_active Abandoned
- 1998-01-12 CN CN98801593.5A patent/CN1242884A/zh active Pending
-
1999
- 1999-07-20 NO NO993550A patent/NO993550L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998033271A1 (de) | 1998-07-30 |
| JP2000508501A (ja) | 2000-07-04 |
| HUP0000466A3 (en) | 2000-12-28 |
| NO993550L (no) | 1999-09-17 |
| DE59805504D1 (de) | 2002-10-17 |
| DE19702261C2 (de) | 2000-02-03 |
| NO993550D0 (no) | 1999-07-20 |
| CA2274123A1 (en) | 1998-07-30 |
| HUP0000466A2 (hu) | 2000-06-28 |
| EP0954902B1 (de) | 2002-09-11 |
| CN1242884A (zh) | 2000-01-26 |
| US6175283B1 (en) | 2001-01-16 |
| EP0954902A1 (de) | 1999-11-10 |
| ATE224116T1 (de) | 2002-09-15 |
| DE19702261A1 (de) | 1998-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU223723B1 (hu) | Mikrohullámú burstgenerátor | |
| US7450058B2 (en) | Radar oscillator capable of preventing leak of oscillation output | |
| WO1996015590A1 (en) | Electrical circuit utilizing avalanche transistor for generating and transmitting sine-wave energy pulses | |
| CA2172693A1 (en) | Monolithically integrated oscillator | |
| KR20170118646A (ko) | 전압 제어 발진기용 시스템 및 방법 | |
| US7474164B2 (en) | Radar oscillator | |
| US6380815B1 (en) | Microwave pulse generator | |
| US6472945B1 (en) | Operational amplifier oscillator | |
| US6252469B1 (en) | Microwave/millimeter-wave injection/synchronization oscillator | |
| US20040032301A1 (en) | Microwave pulse generator | |
| EP0549192B1 (en) | Spurious frequency suppressor | |
| US5568105A (en) | Spurious frequency suppressor | |
| EP0248962B1 (en) | Comb generators | |
| US4904962A (en) | Gated high stability LC stabilized oscillator | |
| US6297706B1 (en) | Single stage voltage controlled ring oscillator | |
| FR2748614A1 (fr) | Circuit oscillateur | |
| KR0137913B1 (ko) | 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기 | |
| FR2748615A1 (fr) | Circuit oscillateur | |
| US4224580A (en) | Quartz crystal oscillator | |
| RU2212090C1 (ru) | Высокостабильный импульсный свч-передатчик | |
| US5721515A (en) | High stability single-port saw resonator oscillator | |
| US4994765A (en) | Stabilized gated oscillator utilizing a ceramic resonator | |
| JP4657406B2 (ja) | 電圧制御発振器 | |
| US4058776A (en) | Bias circuit for avalanche diodes | |
| JP2811310B2 (ja) | 発振回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HFG4 | Patent granted, date of granting |
Effective date: 20041108 |