Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 15.11.1973 Opis patentowy opublikowano: 30.09.1975 78682 Ki- 21a4,9/01 MKP H03b7/06 CZYTELNIA Urzedu P«ter*o**qo MM*r l Twórcywynalazku: Waclaw Niemyjski, Bohdan Grzonkowski Uprawniony z patentu tymczasowego: Przemyslowy Instytut Telekomunikacji, Warszawa (Polska) Diodowy generator mocy mikrofalowej Przedmiotem wynalazku jest diodowy generator mocy mikrofalowej przeznaczony do pracy w mikrofalo¬ wych urzadzeniach odbiorczych oraz nadajnikach mikrofalowych malej mocy.Poziom mocy mikrofalowej generowanej przy wykorzystaniu dwójników aktywnych w postaci diod pólprzewodnikowych, jak np. diody lawinowe i tunelowe, które posiadaja ujemna skladowa rzeczwista impe- dancji, ograniczony jest»sprawnoscia generacji i wytrzymaloscia mocowa tych elementów. W celu uzyskania wiekszej mocy stosuje sie koherentna prace wielu generatorów na wspólne obciazenie. Warunkiem takiej pracy jest synchronizacja drgan obwodów poszczególnych dwójników aktywnych oraz takie ich polaczenie, które zapewni sumowanie mocy na obciazeniu uzytecznym. Znane rozwiazania laczenia generatorów mocy mikrofalo¬ wej pracujacych z dwójnikami aktywnymi polegaja na: - umieszczeniu kilku diod we wspólnym rezonatorze radialnym, przy czym dla uzyskania koherentnego sumowa¬ nia mocy dobiera sie optymalne sprzezenie kazdej diody z rezonatorem - umieszczeniu poszczególnych diod w oddzielnych rezonatorach polaczonych miedzy soba odcinkami pro¬ wadnicy falowej - laczeniu generatorów jednodiodowych za pomoca ukladów hybrydowych lub cyrkulatorów trójramiennych.Wymienione sposoby laczenia generatorów mocy mikrofalowej maja wspólna wade, a mianowicie klopotli¬ we sprzezenie generatorów ze soba oraz z obciazeniem.Celem wynalazku jest takie polaczenie generatorów mikrofalowych, które zapewni koherentna ich prace na wspólne obciazenie. Cel ten zostal osiagniety dzieki zbudowaniu generatora dwudiodowego pracujacego na liniach z poprzeczna fala elektromagnetyczna, przy czym linie te sa sprzegniete ze soba na odcinku krótszym od polowy fali, a dluzszym od cwiartki fali generowanej i stanowia elementy strojace dwójniki aktywne do czesto¬ tliwosci fali generowanej. Sprzezenie generatora dwudiodowego z obciazeniem odbywa sie przy pomocy sprzegnietej linii z poprzeczna fala elektromagnetyczna (TEM) lub jak w znanych rozwiazaniach poprzez pro¬ wadnice falowa w postaci falowodu prostokatnego z umieszczonym w nim elementem kompensujacym badz dodatkowym rezonatorem. Pierwsze z tych rozwiazan pozwala na realizacje takiego generatora w technice nie¬ symetrycznych linii paskowych, drugie zas w konwencjonalnej technice wspólosiowo-falowodowej.7 78 682 Wynalazek jest blizej objasniony na przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny generatora dwudiodowego opartego na technice wspólosiowo-falowodowej, a fig. 2 — podluzny przekrój tego generatora.Diodowy generator mocy mikrofalowej wedlug wynalazku sklada sie z dwóch zasadniczych czesci: rezo¬ natora 1 oraz prowadnicy falowej 2 z umieszczonym w niej elementem kompensujacym 3 o charakterze aperio- dycznym lub rezonansowym. Rezonator 1 generatora wedlug wynalazku jest wykonany w postaci dwóch linii 4 z poprzeczna fala elektromagnetyczna, sprzegnietych ze soba na odcinku krótszym od polowy dlugosci fali generowanej, przy czym kazda z tych linii jest elektrycznie zwarta na jednym swym koncu, a drugi koniec kazdej z tych linii przylaczony jest do diody pólprzewodnikowej 5 stanowiacej dwójnik aktywny. Zaleznie od sposobu zasilania diod, elektryczne zwarcie linii 4 jest zrealizowane galwanicznie lub poprzez filtr 6 dolnoprzepustowy.Sprzegniete linie 4 sa umieszczone w rezonatorze 1 w taki sposób, ze ich glówne osie symetrii leza w jednej plaszczyznie równolegle do siebie. Sprzezenie rezonatora 1 z prowadnica falowa 2 w przypadku wyjscia falowo¬ dowego jest zrealizowane przez przylaczenie prowadnicy falowej 2 do rezonatora 1 w ten sposób, ze jej glówna os symetrii jest prostopadla do plaszczyzny sprzezenia linii 4 i przechodzi przez te plaszczyzne w jej srodku geometrycznym, a bok szerszy piowadnicy falowej 2 jest równolegly do osi symetrii linii 4. Natomiast gdy stosuje sie wyjscie prowadnica falowa z fala o poprzecznym polu elektromagnetycznym, to sprzezenie z rezona¬ torem uzyskuje sie przez umieszczenie w rezonatorze petli sprzegajacej w taki sposób, by plaszczyzna petli byla prostopadla do plaszczyzny sprzezenia linii 4, a slad przeciecia tych plaszczyzn prostopadly do osi linii 4, badz przez umieszczenie w rezonatorze 1 równolegle do sprzegnietych linii 4 zwartego lub rozwartego na koncu odcinka prowadnicy falowej o dlugosci równej cwiartcfe fali generowanej. Diody pólprzewodnikowe 5 zastoso¬ wane w dwudiodowym generatorze mocy mikrofalowej wedlug wynalazku posiadaja mozliwie zblizone para¬ metry dla uzyskania maksymalnej mocy wyjsciowej. Kazdy z obwodów rezonatora 1, skladajacy sie z Unii 4 oraz nieliniowego dwójnika aktywnego w postaci diody pólprzewodnikowej 5 jest dostrajany do czestotliwosci fali generowanej za pomoca kolków strojacych 7 umieszczonych w maksimum pola elektrycznego kazdej ze sprze¬ gnietych linii 4.Zaleta generatora mocy mikrofalowej wedlug wynalazku jest to, ze dzieki zastosowaniu sprzegnietych ze soba linii 4 uzyskano rodzaj szeregowego polaczenia dwóch generatorów jednodiodowych, co zapewnia latwe spelnienie warunku synchronicznej pracy na wspólne obciazenie, dajacej dwukrotny wzrost mocy wyjsciowej w stosunku do mocy pojedynczego generatora z jedna dioda pólprzewodnikowa. Dodatkowa zaleta jest mozliwosc realizacji takiego generatora w róznych technikach mikrofalowych.Generator mocy mikrofalowej wedlug wynalazku pracuje w sposób nastepujacy: kazdy z dwójników ak¬ tywnych w postaci diod pólprzewodnikowych 5 wraz z przylaczona do niego linia 4 stanowi obwód rezonanso¬ wy pobudzany do drgan o czestotliwosci okreslonej przez parametry linii oraz parametry diody. Doprowadzone do drgan na tej samej czestotliwosci, obwody synchronizuja sie wzajemnie dzieki sprzegnieciu linii 4, którego skutkiem jest wzbudzenie w rezonatorze 1 pola o rozkladzie rodzaju nieparzystego. Energia pola wielkiej czesto¬ tliwosci jest odbierana z rezonatora 1 przez prowadnice falowa 2, sprzezona poprzez skladowa elektryczna pola miedzy sprzegnietymi liniami 4 w przypadku wyjscia falowodowego, badz za pomoca cwiercfalowego odcinka prowadnicy falowej w postaci linii z poprzeczna fala elektromagnetyczna, zwartego lub rozwartego na koncu albo petli sprzegajacej. PL PL