PL187146B1 - Układ mikrofalowego diodowego współosiowego generatora z wyjściem typu OSM - Google Patents

Abstract

Układ mikrofalowego diodowego współosiowego generatora z wyjściem typu OSM, w którym elementami konstrukcyjnymi są odcinki linii współosiowych, z półprzewodnikową diodą generacyjną umieszczoną w końcu współosiowego rezonatora o stałej długości, przestrajanego za pomocą zagłębianego w nim metalowego wkręta, z układem sprzęgającym rezonator ze standardową współosiową linią wyjściową typu OSM, zrealizowanym w technice linii współosiowej, znamienny tym, że rezonator współosiowy (8) o długości (Lr) z umieszczoną na końcu diodą generacyjną (7) jest sprzężony z wyjściowym gniazdem (1) typu OSM poprzez odcinek linii współosiowej o długości (LS), łączący diodę (7) z transformującym odcinkiem o długości (Lt) linii współosiowej o zmniejszonej impedancji, którego średnica przewodu zewnętrznego odpowiada standardowi OSM, przy czym odcinek (Ls) ma przewód zewnętrzny wspólny z rezonatorem (8), odcinki (Ls 1 Lt) mają wspólny przewód wewnętrzny realizowany przez zewnętrzną powierzchnię tulei (11), zaś element konstrukcyjny (4) stanowiący przewód wewnętrzny rezonatora stanowi równocześnie przewód zewnętrzny odcinka (Lt), a separację wyjścia generatora od obwodu prądu stałego doprowadzanego do diody (7) przez przewód (6), realizuje odcinek linii współosiowej o długości (Lp) rozwarty na końcu, którego przewód zewnętrzny stanowi wnętrze tulei (11) będącej równocześnie wewnętrznym przewodem odcinków (Ls 1 Lt), a przewód wewnętrzny odcinka (Lp) jest przedłużeniem wewnętrznego przewodu linii współosiowej wyjściowej o standardzie OSM

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ mikrofalowego diodowego współosiowego generatora z wyjściem OSM, w którym rezonatorem jest półfalowy odcinek liniiYwspółosiowej z półprzewodnikową diodą generacyjną Gunna, lawinową lub inną, a rezonator ten poprzez współosiowe odcinki linii długich jest sprzężony z wyjściem współosiowym odpowiadającym standardowi OSM. Taki układ generatora jest przeznaczony do generacji ciągłego lub impulsowego sygnału mikrofalowego w pasmach częstotliwości, w których stosowane są współosiowe prowadnice falowe.

Znanych jest wiele rozwiązań diodowych mikrofalowych generatorów realizowanych w technice linii współosiowej. W literaturze przedmiotu wyróżnić można kilka charakterystycznych, najważniejszych rozwiązań.

Pierwszą grupę stanowią generatory, w których współosiowy rezonator jest sprzężony z wyjściem współosiowym poprzez pętlę sprzęgającą (sprzężenie magnetyczne). W tego typu rozwiązaniach diodowych (np. Gunna) zmiana lub regulacja sprzężenia jest konstrukcyjnie i technologicznie trudna. Ponadto trudna jest symulacja komputerowa pracy generatora ze względu na niejednoznaczny opis matematyczny takiego sprzężenia. Następna grupa to generatory, w których rezonator współosiowy sprzężony jest z wyjściem współosiowym poprzez otwór sprzęgający (sprzężenie elektryczne). Generatory te charakteryzują się możliwością przestrajania w szerokim paśmie częstotliwości, czystym widmem generowanego sygnału, jednak na skutek słabego sprzężenia rezonatora z obciążeniem niemożliwe jest uzyskanie dysponowanej mocy.

Zwiększanie sprzężenia przez zwiększanie otworu sprzęgającego w krańcowym przypadku prowadzi do sprzężenia magnetycznego, typowego dla pętli sprzęgającej. Ostatnia grupa to generatory, w których rezonator sprzężony jest z obciążeniem poprzez współosiowe odcinki linii długich. Konstrukcja tego typu zawiera diodę półprzewodnikową (np. Gunna), umieszczoną w końcu linii współosiowej, a w odległości pół fali od diody ćwierćfalowy

187 146 przesuwny odcinek linii współosiowej o zmniejszonej impedancji charakterystycznej. Położenie tego odcinka określa generowaną częstotliwość. Za tym odcinkiem linii znajduje się analogiczny przesuwany odcinek ćwierćfalowy linii współosiowej, określający sprzężenie rezonatora z obciążeniem. Generatory tego typu umożliwiają uzyskanie generacji różnych typów w bardzo szerokim zakresie częstotliwości i są niezastąpione w pracach badawczych. Mają jednak - szereg praktycznych wad, a między innymi: charakteryzują się skomplikowanym strojeniem częstotliwości, stanowią otwarte struktury promieniujące, a także wymagają stosowania zewnętrznych układów polaryzacji i separacji dla prądu stałego.

Istota konstrukcji układu mikrofalowego diodowego współosiowego generatora z wyjściem typu OSM według wynalazku polega na tym, że w generatorze tym rezonatorem jest odcinek linii współosiowej o określonej impedancji charakterystycznej i stałej długości L_R określającej generowaną częstotliwość. W końcu rezonatora jest umieszczona dioda generacyjna. Sprzężenie rezonatora z obciążeniem jest realizowane poprzez odcinek linii współosiowej L_s, której zewnętrznym przewodem jest zewnętrzny przewód rezonatora, zaś wewnętrzny przewód tego odcinka L_s, łączącego diodę generacyjną z ćwierćfalowym odcinkiem transformującym L_T o zmniejszonej impedancji, jest równocześnie wewnętrznym przewodem tego/ odcinka Lt Średnica przewodu zewnętrznego odcinka Lt jest równa średnicy przewodu zewnętrznego linii współosiowej o standardzie OSM. Przy tym element konstrukcyjny stanowiący zewnętrzny przewód odcinka linii Lt stanowi równocześnie wewnętrzny przewód rezonatora Lr.

Separację wyjścia generatora od obwodu prądu stałego uzyskano wprowadzając rozwarty ćwierćfalowy odcinek linii współosiowej Lp, w którym średnica przewodu wewnętrznego jest równa średnicy przewodu wewnętrznego linii współosiowej o znormalizowanym standardzie OSM. Polaryzację diody zapewnia przewód polaryzujący z jednej strony połączony z odcinkiem Ls w miejscu styku diody z tym odcinkiem, a z drugiej strony - z filtrem dolnoprzepustowym.

Najistotniejszą cechą układu generatora według wynalazku w odróżnieniu od znanych rozwiązań jest to, że przewód wewnętrzny rezonatora jest równocześnie przewodem zewnętrznym współosiowej znormalizowanej linii wyjściowej, a przewód wewnętrzny tej linii wyjściowej jest galwanicznie separowany przez ćwierćfalowy rozwarty na końcu odcinek linii współosiowej L_P od tulei transformującej odcinka linii współosiowej L_T. Przy tym zewnętrzna średnica tej tulei jest równa średnicy przewodu wewnętrznego odcinka linii współosiowej L_s, a transformator rezonatora do obciążenia jest równocześnie transformatorem rezonatora do linii współosiowej o znormalizowanym standardzie OSM.

Rozwiązanie konstrukcyjne generatora według wynalazku, w odróżnieniu od znanych rozwiązań charakteryzuje się zwartością i prostotą konstrukcji oraz względną prostotą technologicznego wykonania, ponieważ dopuszcza duże tolerancje wykonawcze.

Układ generatora według wynalazku jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania, który pokazano na rysunku, przedstawiającym generator w przekroju wzdłużnym.

Pokazano wzajemne rozmieszczenie rezonatora 8 o długości Lr, przewodzie zewnętrznym 10 i wewnętrznym 4, diody generacyjnej 7, odcinka sprzęgającego L_s, wkręta przestrajającego 9, tulei transformującej 11, tulei izolacyjnej 2 gniazda OSM, przewodu wewnętrznego 3 linii OSM, przewodu zewnętrznego 1 linii OSM, przewodu polaryzującego 6 i filtra dolnoprzepustowego 5.

Rezonator współosiowy 8 o stałej długości L_R z umieszczoną w jednym końcu półprzewodnikową diodą generacyjną 7, połączony jest współosiowym układem sprzęgającym ze współosiowym wyjściem w standardzie OSM.

Układ sprzęgający składa się z odcinka linii o długości L_s, połączonego z transformującym odcinkiem linii o długości L_T, który zkolei jest połączony ze współosiową linią wyjściową typu OSM oraz ćwierćfalowym, rozwartym na końcu odcinkiem linii L_p, realizującym separację obwodu prądu stałego od wyjścia wysokiej częstotliwości. Przewód zewnętrzny odcinka linii Ls, jest równocześnie przewodem zewnętrznym rezonatora 10, natomiast przewodem wewnętrznym tego odcinka jest tuleja 11, która stanowi równocześnie przewód wewnętrzny transformującego odcinka L_T. Z kolei przewód zewnętrzny odcinka L_T

18-7146 jest równocześnie przewodem zewnętrznym 1 gniazda OSM. Zewnętrzna powierzchnia 4 elementu konstrukcyjnego realizującego po wewnętrznej stronie zewnętrzny przewód odcinka L_T, stanowi wewnętrzny przewód rezonatora 8. W tulei izolacyjnej 2 gniazda OSM jest osadzony przewód wewnętrzny 3 linii OSM, który stanowi równocześnie przewód wewnętrzny odcinka linii Lp, zapewniającego galwaniczną separację wyjścia sygnału mikrofalowego od obwodu prądu stałego. Przewodem zewnętrznym odcinka Lp jest wnętrze tulei 11. Tak zbudowany układ sprzęgający, którego poszczególne odcinki linii mają wspólne przewody, pełni równocześnie trzy funkcje nie wprowadzając strat mocy, a mianowicie pozwala dobrze zdefiniować elektrycznie obszar rezonatora, umożliwia silne sprzężenie - rezonatora zawierającego diodę z obciążeniem w standardzie OSM oraz zapewnia separację wyjścia mikrofalowego od obwodu stałej polaryzacji diody. Stałe napięcie zasilające jest doprowadzane do diody generacyjnej 7 za pomocą przewodu 6 poprzez filtr dolnoprzepustowy 5. Przestrajanie częstotliwości jest realizowane przez zagłębianie w rezonatorze 8 metalowego wkręta 9.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ mikrofalowego diodowego współosiowego generatora z wyjściem typu OSM, w którym elementami konstrukcyjnymi są odcinki linii współosiowych, z półprzewodnikową diodą generacyjną umieszczoną w końcu współosiowego rezonatora o stałej długości, przestrajanego za pomocą zagłębianego w nim metalowego wkręta, z układem sprzęgającym rezonator ze standardową współosiową linią wyjściową typu OSM, zrealizowanym w technice linii współosiowej, znamienny tym, że rezonator współosiowy (8) o długości (Lr) z umieszczoną na końcu diodą generacyjną (7) jest sprzężony z wyjściowym gniazdem (1) typu OSM poprzez odcinek linii współosiowej o długości (Ls), łączący diodę (7) z transformującym odcinkiem o długości (Lt) linii współosiowej o zmniejszonej impedancji, którego średnica przewodu zewnętrznego odpowiada standardowi OSM, przy czym odcinek (Ls) ma przewód zewnętrzny wspólny z rezonatorem (8), odcinki (Ls i Lt) mają wspólny przewód wewnętrzny realizowany przez zewnętrzną powierzchnię tulei (11), zaś element konstrukcyjny (4) stanowiący przewód wewnętrzny rezonatora stanowi równocześnie przewód zewnętrzny odcinka (Lt), a separację wyjścia generatora od obwodu prądu stałego doprowadzanego do diody (7) przez przewód (6), realizuje odcinek linii współosiowej o długości (Lp) rozwarty na końcu, którego przewód zewnętrzny stanowi wnętrze tulei (11) będącej równocześnie wewnętrznym przewodem odcinków (L_s i L_T), a przewód wewnętrzny odcinka (Lp) jest przedłużeniem wewnętrznego przewodu linii współosiowej wyjściowej o standardzie OSM.