Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 15.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 29.03.1975 73578 KI. 21a4,74 MKP HOlp 5/Qfi [|iHlOfEfc*| Twórca wynalazku: Marian Majewski Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Warszawska, War¬ szawa (Polska) -i^^nm^^B^ Glowica mikrofalowa do mocowania diody lawinowej w ukladach z liniami koncentrycznymi Przedmiotem wynalazku jest glowica mikrofa¬ lowa do mocowania diody lawinowej w ukladzie z liniami koncentrycznymi.Sposród istniejacych obecnie znanych rozwiazan mikrofalowych ukladów generacyjnych i pomia¬ rowych z diodami lawinowymi moina wyróznic trzy zasadnicze typy: uklady typu koncentrycznego, uklady typu falowodowego, uklady typu linia pas¬ kowa. We wszystkich wymienionych ukladach podstawowa trudnosc, ze wzgledu na stosunkowo mala sprawnosc elementu w podstawowym rodza¬ ju pracy, stanowi koniecznosc stalego i szybkiego odprowadzania ciepla ido diody. Zatem konstrukcja generatora musi zapewniac kontakt o malej rezy¬ stancji termicznej pomiedzy dioda lawinowa, a duza masa metalowego rezonatora, wykonanego zwykle ze srebrzonej miedzi lub mosiadzu, Naj¬ bardziej rozpowszechnione sa dwa nastepujace ro¬ dzaje mocowania diody lawinowej z rezonatorem: polaczenie gwintowe oraz polaczenie dociskowe. Ze wzgledu jednak na istniejace irozrziuty roamiarów zewnetrznych w wykonaniu oprawki diody wymie¬ nione powyzej sposoby mocowania nie zawsze imiaga zapewnic pewny bezposredni kontakt diody z re¬ zonatorem przy równoczesnym osadzeniu diody na okreslonej osi rezonatora. Nieosiowe, lub luzne mechanicznie zamocowanie diody w rezonatorze moze spowodowac, miedzy innymi, znaczne pogor¬ szenie parametrów elektrycznych ukladu, a w osta¬ tecznosci moze doprowadzic do zniszczenia diody na skutek przegrzania zlacza.Prawidlowo wykonany uklad generatora pólprze¬ wodnikowego powinien oscylowac na czestotliwosci ustalonej przez parametry elementu pólprzewod¬ nikowego i obwodu mikrofalowego. Umieszczenie elementu aktywnego o ujemnej rezystancji dyna¬ micznej, mp. diody lawinowej w mikrofalowej strukturze rezonansowej, moie spowodowac jednak wzbudzanie sie wyzszych rodzajów pola elektro¬ magnetycznego, oprócz tago jaki przewidywany jest dla okreslonego rezonatora. Aby zatem za¬ pobiec mozliwosci wzbudzenia sie wyzszych rodza¬ jów pola w ukladach charakteryzujacych sie pod¬ stawowym rodzajem TEM, stosowane obecnie roz¬ wiazania polegaja glównie na zmnieisz.er4u rozmia¬ rów zewnetrznych oprawki dio ne sa uklady, w których zlacze diody montuje sie wprost do rezonatora.Celem wynalazku jest zbudowanie glowicy mikro¬ falowej do mocowania diody lawinowej w rezona¬ torze mikrofalowym, która spelnialaby równoczes¬ nie nastepujace warunki: szybkie odprowadzenie ciepla od diody do ukladu rezonatora, wspólosiowe i bezreaktancyjne osadzenie diody w rezonatorze, przeciwdzialajace wzbudzeniu sie wyzszych rodza¬ jów pola elektromagnetycznego.Cel ten zostal osiagniety przez zbudowanie glo¬ wicy mikrofalowej do mocowania diody lawinowej skladajacej sie z korpusu obudowy, zamknietej z 30 jednej strony okraglym korkiem wkrecanym do 10 15 20 25 73 578' < ¦-.¦ ¦ 'i 3 obudowy, wewnatrz której umieszczona jest po- osiowo z oprawka diody cylindryczna prowadnica z nagwintowanym otworem wzdluz jej osi wzdluz¬ nej, wykonana z materialu dobrze przewodzacego cieplo. Nagwintowany otwór w cylindrycznej pro¬ wadnicy przeznaczony jest do wkrecania diody lawinowej. Cylindryczna prowadnica zamocowana jest nierozlacznie do dnia cylindra wewnetrznego, którego pobocznica utworzona jest z co najmniej czterech uchwytów szczekowych wykonanych z materialu sprezystego, a zarazem dobrze odprowa¬ dzajacego cieplo, na przyklad brazu fosforowego, krzemowego lub berylowego, przy czym ich docisk do metalowejp^dyekowej podstawy diody lawino¬ wej zapewnia'pierfcieryowa nakretka z gwintem wewnetrznym, umieszczona miedzy bokami zew- neipznyimi uchwytów szczekowyeh a korpusem obu¬ dowy, która równoczesnie umozliwia osiowe usy¬ tuowanie zespolu uchwytów szczekowych w kor¬ pusie obudowy.Przez odpowiedni dobór liczby uchwytów szcze¬ kowych przeciwdziala sie wzbudzeniu wyzszych rodzajów pola elektromagnetycznego w ukladzie koncentrycznym, niezaleznie od stosunku srednicy zewnetrznej do wewnetrznej danej linii koncen¬ trycznej, a przednia czesc oprawki diody lawino¬ wej w postaci kola prowadzacego zapewnia osio¬ we jej umieszczenie w wewnetrznym przewodzie linii wspólpracujacego z glowica ukladu, na przy¬ klad ukladu pomiarowego wykonanego na liniach wspólosiowych.Glowica mikrofalowa wedlug wynalazku zapew¬ nia w swoim dzialaniu nastepujace warunki ko¬ nieczne do prawidlowej pracy ukladu z dioda la¬ winowa: szybkie odprowadzanie ciepla z oprawki diody dio 'ukladu, bezreaktancyjme oraz poosiiowe zamocowanie dliody w uklaicteie, przeciwdzialanie wzbudzaniu sie wyzszych rodzajów pola elektro¬ magnetycznego, przy rodzaju podstawowym TEM.Wymienione warunki spelnione sa równoczesnie, co stanowi zalete opisanej glowicy w porównaniu ze znanymi rozwiazaniami konstrukcyjnymi podob¬ nych glowic. Glowica mikrofalowa do mocowania diody lawinowej wedlug wynalazku w przykladzie wykonania pokazana jest w przekrojach na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia ja w przekroju podluznym, a fig. 2 — w przekroju poprzecznym.Korpus obudowy 5 zamkniety jest od tylu okraglym korkiem 9, wkrecanym do korpusu obudowy. Wew¬ natrz glowicy, na osi wzdluznej linii koncentrycz¬ nej umieszczona jest cylindryczna prowadnica 1 z wewnejtrznym gwintem, który sluzy do poosiowego zamocowania diody lawinowej 2. Cylindryczna pro¬ wadnica 1 zamocowana jest do dna cylindrycznego rezonatora wewnetrznego, którego pobocznice two- r3 578 4 rza cztery uchwyty szczekowe 3 wykonane z ma¬ terialu sprezystego, a zarazem szybko odprowadza¬ jacego cieplo na przyklad brazu fosforowego, krze¬ mowego lulb berylowego, przy czym ich docisk do 5 metalowej dyskowej podstawy 4 diody 2 zapewnia umieszczona miedzy zewnetrznymi bokami uchwy¬ tów szczekowych 3 a korpusem obudowy glowicy 5 pierscieniowa nakretka 6. Przednia czesc oprawki diody lawinowej 2 w postaci kolka jprowadzacego 8 • 10 zapewnia osiowe jej umieszczenie w wewnetrznym przewodzie linii wspólpracujacej z glowica ukla¬ du, na przyklad pomiarowego lub generacyjnego.Glowica mikrofalowa do mocowania diody la¬ winowej dziala nastepujaco: umozliwia ona przede 15 wszystkim na selektywne przetworzenie energii ze zródla zasilania stalopradowego na energie pola wielkiej czestotliwosci, generowana w postaci fali elektromagnetycznej rodzaju TEM. Generowana w ukladzie fala rozchodzi sie wzdluz linii koncen- lo^trycztfej w kierunku od diody lawinowej 2 do okreslonego obciazenia zewnetrznego. Dzialanie glowicy nie ogranicza sie jednak do selektywnego wzbudzenia drgan na okreslonej obwodem zewnetrz¬ nym czestotliwosci, lecz takze sluzy do pomiaru 25 podstawowych parametrów diody lawinowej, przy wykorzystaniu znanego ukladu pomiarowego do badania impedancji dwójników w zakresie mikro¬ falowym. PL PL