RU2013855C1

RU2013855C1 - Microwave oscillator

Info

Publication number: RU2013855C1
Authority: RU
Inventors: И.М. Пушкарева; В.Н. Мальтов
Original assignee: Мальтов Вячеслав Николаевич
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: radioelectronics. SUBSTANCE: device has transistor, which has any output connected with oscillating circuit made in form of micro-strip transmission line. Section of micro-strip transmission line, which is connected to basic output of the transistor, has length 1= (0.125-0.19)λ. The section has width, increasing in the direction of short-circuited end. EFFECT: improved efficiency of operation in super-high frequency range. 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в передатчиках СВЧ. The invention relates to radio engineering and can be used in microwave transmitters.

Целью изобретения является повышение КПД генератора за счет создания положительной обратной связи не только на основной частоте, но и на частотах высших гармоник, приводящей к увеличению амплитуды этих гармоник на переходах транзистора. The aim of the invention is to increase the efficiency of the generator by creating a positive feedback not only at the fundamental frequency, but also at the frequencies of higher harmonics, leading to an increase in the amplitude of these harmonics at the transitions of the transistor.

На чертеже изображен генератор СВЧ. The drawing shows a microwave generator.

Он содержит транзистор 1, к базовому, эмиттерному и коллекторному выводам которого подключены колебательные контуры, выполненные в виде отрезков 2, 3 и 4 микрополосковой линии. Отрезок 2 микрополосковой линии, подключенный одним концом к базовому выводу транзистора 1, выполнен короткозамкнутым на другом своем конце. Генератор СВЧ снабжен также выводом энергии 5, который подключен к одному из отрезков микрополосковых линий, например к отрезку 4. It contains a transistor 1, to the base, emitter and collector conclusions of which are connected oscillatory circuits made in the form of segments 2, 3 and 4 of a microstrip line. The segment 2 of the microstrip line, connected at one end to the base terminal of the transistor 1, is made short-circuited at its other end. The microwave generator is also equipped with an energy output 5, which is connected to one of the segments of the microstrip lines, for example, to the segment 4.

Генератор СВЧ работает следующим образом. The microwave generator operates as follows.

При подаче на транзистор 1 питающих напряжений возбуждаются автоколебания, частота и амплитуда которых определяются размерами отрезков 2, 3 и 4 микрополосковых линий. Электромагнитная энергия из коллекторного контура (отрезок 4 микрополосковой линии) через емкостной элемент связи поступает в вывод энергии 5 и затем в стандартную коаксиальную линию передачи. When applying voltage to the transistor 1, self-oscillations are excited, the frequency and amplitude of which are determined by the sizes of segments 2, 3 and 4 of the microstrip lines. Electromagnetic energy from the collector circuit (segment 4 of the microstrip line) is supplied through the capacitive coupling element to the output of energy 5 and then to the standard coaxial transmission line.

Установлено, что в описываемом генераторе СВЧ положительная обратная связь между входом и выходом активного элемента имеет место в том случае, когда входное сопротивление базового колебательного контура носит индуктивный характер. Для обогащения импульсов напряжения на переходах транзистора высшими гармоническими составляющими необходимо, чтобы и на частотах этих гармоник входное сопротивление базового контура также сохраняло индуктивный характер. При выполнении этого условия, а также при выборе определенных размеров эмиттерного и коллекторного контуров амплитуда и форма импульсов напряжения приближаются к оптимальным, при которых КПД наибольший. Использование секторпальной линии, т. е. отрезка микрополосковой линии, ширина которого увеличивается по направлению к короткозамкнутому концу, создает более благоприятные возможности для возбуждения с энергетически выгодными амплитудами и фазами не только основной, но и высших гармоник, причем число последних может быть увеличено по сравнению с тем случаем, когда используется регулярная линия передачи. При этом предельная относительная длина l отрезка 2 микрополосковой линии, необходимая для обеспечения положительной обратной связи на второй гармонике, должна быть выбрана равной l = = (0,125-0,19) λ, где λ - средняя длина волны в отрезке 2 микрополосковой линии, подключенном к базовому выводу транзистора. It is established that in the described microwave generator, positive feedback between the input and output of the active element takes place when the input impedance of the basic oscillating circuit is inductive. To enrich the voltage pulses at the transistor transitions with higher harmonic components, it is necessary that at the frequencies of these harmonics the input impedance of the base circuit also retains an inductive character. When this condition is met, as well as when choosing certain sizes of the emitter and collector circuits, the amplitude and shape of the voltage pulses approach the optimal ones, at which the efficiency is greatest. The use of a sector-line line, i.e., a segment of a microstrip line, the width of which increases towards the short-circuited end, creates more favorable possibilities for excitation with energetically favorable amplitudes and phases of not only the main but also higher harmonics, and the number of the latter can be increased in comparison with the case when a regular transmission line is used. In this case, the limiting relative length l of segment 2 of the microstrip line, necessary to ensure positive feedback at the second harmonic, should be chosen equal to l = (0.125-0.19) λ, where λ is the average wavelength in segment 2 of the microstrip line connected to the base terminal of the transistor.

Предлагаемый генератор СВЧ допускает использование транзистора, имеющего по одному эмиттерному и коллекторному выводам, и два базовых вывода. В этом случае в конструкцию должны быть введены два одинаковых колебательных контура, подключенных к каждому из базовых выводов транзистора и выполненных, например, в виде отрезков секторпальной линии. The proposed microwave generator allows the use of a transistor having one emitter and collector conclusions, and two basic conclusions. In this case, two identical oscillatory circuits connected to each of the base terminals of the transistor and made, for example, in the form of segments of a sectoral line, should be introduced into the design.

Claims

Microwave generator containing a transistor, to the base, emitter and collector conclusions of which are connected oscillatory circuits made in the form of segments of a microstrip line, one of which is connected to an energy output, characterized in that the microstrip segment connected at one end to the base terminal of the transistor it is made short-circuited at the other end, with a length l equal to (0.125 - 0.19) λ, and increasing in width towards the short-circuited end, where λ is the average wavelength in the microstrip line segment.