SU1256130A1

SU1256130A1 - Frequency quadrupler

Info

Publication number: SU1256130A1
Application number: SU823503059A
Authority: SU
Inventors: Виктор Николаевич Шкаликов
Original assignee: Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1982-10-19
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1986-09-07

Abstract

Изобретение относитс к радиоэлектронике . Обеспечиваетс снижение уровн паразитных гармонических составл ющих и расширение полосы рабочих частот. СВЧ-ко- лебание поступает в отрезок пр моугольного волновода (ОПВ) 1, в плоскости поперечного сечени которого установлен возбуждающий штырь (ВШ) 2. К узким стенкам ОПВ 1 примыкают щирокие стенки соответствующих короткозамкнутых с одного конца ОПВ 9, 10. Другие концы ОПВ 9, 10 через сумматор мощности, выполненный в виде волноводного Е-тройника 13 соединены с отрезком выходной линии 14. К ВШ 2 с двух сторон присоединены одними концами металлические стержни 3, 5, установленные в соответствующих отверсти х 7, 8 в совмещенных стенках ОПВ 1, 9, 10. Другие концы металлических стержней 3, 5 подключены к умножительным диодам (УД) 4, 6, установленных на широких стенках ОПВ 9, 10. Концы ВШ 2 подключены через УД II, 12 к противоположным широким стенкам ОПВ 1. В ВШ 2 возбуждаетс переменное колебание , в результате чего в УД 11, 12 по вл ютс высшие гармоники напр жени . Т. к. УД 11, 12 включены встречно-последовательно , то в металлических стержн х 3, 5 текут токи только четных гармоник входного колебани . УД 4, 6 возбуждаютс колебани ми тока с частотой . Колебани , возбуждаемые в УД 4, 6 нечетными гармониками, синфазны, а четными гармониками - противофазны. Поэтому колебани противофазных четных гармоник в волноводном Е-тройнике 13 складываютс и поступают в отрезок выходной линии, где колебание 4Гвх отфильтровываетс . Колебани нечетных гармоник не проход т в отрезок выходной линии. 2 ил. (б СП N9 СП О) соThe invention relates to electronics. The level of parasitic harmonic components is reduced and the frequency band is expanded. The microwave oscillation enters a segment of a rectangular waveguide (OPV) 1, in the plane of the cross section of which an excitation pin (VS) 2 is installed. The narrow walls of the corresponding OPV 1 are connected to the narrow walls of the OPV 1. 9, 10 through the power adder, made in the form of a waveguide E-tee 13, are connected to a segment of the output line 14. Metal rods 3, 5, installed in the corresponding holes 7, 8 in the aligned walls of the OPV 1, are connected to both sides of the VSH 2 , 9, 10. Friend The ends of the metal rods 3, 5 are connected to the multiplying diodes (UD) 4, 6, mounted on the wide walls of OPV 9, 10. The ends of VSh 2 are connected through UD II, 12 to opposite wide walls of OPV 1. V VSH 2 excites a variable oscillation as a result, higher voltage harmonics appear in DD 11, 12. Since the DD 11, 12 is connected in a counter-sequential manner, only the even harmonics of the input oscillation flow into the metal rods x 3, 5. DD 4, 6 are excited by current oscillations with frequency. The oscillations excited in UD 4, 6 by odd harmonics are in phase, and even harmonics are antiphase. Therefore, the oscillations of the even-phase harmonics in the waveguide E-tee 13 are folded and enter a section of the output line, where the 4Гвх oscillation is filtered out. The odd harmonic oscillations do not pass through the output line. 2 Il. (b SP N9 J O) with

Description

Изобретение относитс к радиоэлектронике и предназначено дл использовани в передающих радиотехнических системах .The invention relates to radio electronics and is intended for use in radio transmitting systems.

Известен умножитель частоты, содержащий два умножительных диода 1.Known frequency multiplier, containing two multiplying diode 1.

Однако известный умножитель обладает больщим уровнем гармонических составл ющих .However, the known multiplier has a high level of harmonic components.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению вл етс учетверитель частоты , содержащий отрезок входной линии и два короткозамкнутых с одного конца отрезка пр моугольного волновода, на щироких стенках которых закреплены первый и второй умножительные диоды, причем два коротко- замкнутых с одного конца отрезка пр моугольного волновода соединены другими концами с отрезком выходной линии через сумматор мощности 2.The closest technical solution to the invention is a frequency quadruple, containing a segment of the input line and two short-circuited segments of a rectangular waveguide, on the broad walls of which the first and second multiplication diodes are fixed, and two short-circuited segments of a rectangular waveguide are connected other ends with a segment of the output line through the power adder 2.

Однако известный учетверитель частоты обладает больщим уровнем соседних гармонических составл ющих и не позвол ет получить больщие рабочие полосы частот.However, the known frequency quadrant has a higher level of neighboring harmonic components and does not allow for obtaining large operating frequency bands.

Цель изобретени - снижение уровн паразитных гармонических составл ющих и расщирение полосы рабочих частот.The purpose of the invention is to reduce the level of parasitic harmonic components and the widening of the operating frequency band.

Поставленна цель достигаетс тем, что в учетверителе частоты, содержащем отрезок входной линии и два короткозамкнутых с одного конца отрезка пр моугольного волновода, на щироких стенках которых закреплены первый и второй умножительные диоды, причем два короткозамкнутых с одного конца отрезка пр моугольного волновода соединены другими концами с отрезком выходной линии через сумматор мощности , отрезок входной линии выполнен в виде отрезка пр моугольного волновода, в плоскости поперечного сечени которого установлен возбуждающий штырь, концами соединенный с одноименными электродами введенных третьего и четвертого умножительных диодов и через них - с щи- рокими стенками отрезка пр моугольного волновода , кажда из узких стенок которого совмещена с одной из широких стенок соответствующего короткозамкнутого отрезка пр моугольного волновода, при этом в узких стенках входного отрезка пр моугольного волновода и соответственно в совмещенных с ними щироких стенках коротко- замкнутых с одного конца отрезков пр моугольного волновода выполнены отверсти , центры которых лежат в плоскости поперечного сечени отрезка пр моугольного волновода , проход щей через ось возбуждающего штыр , в которых с зазором установлены металлические стержни, соединенные одними концами с возбуждающим стержнем, а другими - с разноименными электродами первого и второго умножительных диодов , причем сумматор мощности выполнен в виде волноводного Е-тройника.The goal is achieved by the fact that in the frequency quadrupler containing a segment of the input line and two short-circuited segments of a rectangular waveguide, on the broad walls of which the first and second multiplicative diodes are fixed, and two short-circuited ones from one end of a rectangular waveguide are connected to the other ends a segment of the output line through the power adder, a segment of the input line is made in the form of a segment of a rectangular waveguide, in the plane of the cross section of which the exciting a pin connected to the like electrodes of the introduced third and fourth multiplying diodes and through them to the thick walls of a segment of a rectangular waveguide, each of whose narrow walls are aligned with one of the wide walls of a corresponding short-circuited segment of a rectangular waveguide, while in narrow walls the input segment of the rectangular waveguide and, accordingly, in the wide walls of the short-closed from one end of the segments of the rectangular waveguide combined with them, holes are made; They lie in the cross-sectional plane of a segment of a rectangular waveguide passing through the axis of the excitation pin, in which metal rods are connected with a gap, connected at one end to the excitation rod, and at different ends with opposite electrodes of the first and second multiplication diodes, and the power adder is as a waveguide E-tee.

На фиг. 1 показан учетверитель частоты; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Учетверитель частоты содержит отрезок пр моугольного волновода 1, возбуждающийFIG. 1 shows a frequency multiplier; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1. The frequency quadrant contains a segment of a rectangular waveguide 1, which excites

щтырь 2, металлический стержень 3, первый умножительный диод 4, металлический стержень 5, второй умножительный диод 6, отверсти 7 и 8, короткозамкнутые с одного конца отрезки 9 и 10 пр моугольного волновода , третий и четвертый умножительныеpin 2, metal rod 3, first multiplying diode 4, metal core 5, second multiplying diode 6, holes 7 and 8, sections 9 and 10 of a rectangular waveguide short-circuited at one end, third and fourth multiplying

диоды 11 и 12,Болноводный Е-тройник 13, отрезок выходной линии 14, металлические диски 15-17 с диэлектрическими прокладками 18, 19 и 20, проводник 21, металлический диск 22, диэлектрическую прокладку 23, проводник 24 и зазор 25.diodes 11 and 12, Boltwater E-tee 13, segment of the output line 14, metal disks 15-17 with dielectric gaskets 18, 19 and 20, conductor 21, metal disk 22, dielectric gasket 23, conductor 24 and gap 25.

Учетверитель частоты работает следующим образом.The frequency quadrant works as follows.

В отрезок пр моугольного волновода 1 вводитс сверхвысокочастотное колебание на частоте fax, а к металлическим дискам 15-17A microwave oscillator 1 is introduced into the length of the rectangular waveguide 1 at the fax frequency, and to the metal disks 15-17

0 и 22 подвод тс посто нные напр жени соответствующей пол рности и величины, обеспечивающие максимальный уровень генерируемой гармоники. При этом в возбуждающем штыре 2 возбуждаетс переменное колебание тока с частотой Гвх, этот ток обуславливает по вление на третьем 11 и четвертом 12 умножительных диодах высщих гармоник напр жени . Так как умножительные диоды 11 и 12 включены встречно- последовательно, то по металлическим стержн м 3 и 5 текут токи только четных гармоник входного колебани , т. е. колебани тока с частотами 2i , 4{вх и т.д. Первый и второй умножительные диоды 4 и 6 возбуждаютс колебани ми тока с частотой 2{ц, при этом в короткозамкну , тых с одного конца отрезка 9 и 10 пр моугольного волновода возбуждаютс колебани , частоты которых 2 Kfbi, где К 1, 2, 3... Поскольку в короткозамкнутом с одного конца отрезке пр гуюугольного волновода 9 первый умножительный диод 40 and 22, constant voltages of the appropriate polarity and magnitude are applied, ensuring the maximum level of the generated harmonics. In this case, alternating current oscillation with frequency Gin is excited in excitation pin 2, this current causes the appearance of the third 11 and fourth 12 multiplying diodes of high voltage harmonics. Since the multiplying diodes 11 and 12 are included in opposite directions, only even harmonics of the input oscillation flow through the metal rods m 3 and 5, i.e. current oscillations with frequencies 2i, 4 {in, etc. The first and second multiplying diodes 4 and 6 are excited by current oscillations with a frequency of 2 {n, while short-circuiting from one end of segment 9 and 10 of a rectangular waveguide, oscillations are excited whose frequencies are 2 Kfbi, where K 1, 2, 3. .. Since in a segment of a right-angled waveguide 9 short-circuited at one end, the first multiplying diode 4

на свободной щирокой спинке установлен своим катодом, а в короткозамкнутом с одного конца отрезке пр моугольного волновода 10 второй умножительный диод 6 установлен своим анодом, то при полной симметрии устройства возбуждаемые в нихin the free back of the head is set by its cathode, and in a segment of a rectangular waveguide 10 short-circuited at one end, the second multiplying diode 6 is set as its anode, then with full symmetry the devices excited in them

колебани нечетных гармоник (К - нечетное ) синфазны, а четных гармоник (К - четное ) противофазны. Поэтому колебани нечетных гармоник интерферируют в волновод- ном Е-тройнике и не поступают в отреQ зок выходной линии 14, а противофазные колебани четных гармоник с частотами 4 FBX, Sfsx и т. д. в волноводном Е- тройнике синфазно складываютс и поступают в отрезок выходной линии 14, где колебание частоты 4fix отфильтровываетс . the oscillations of odd harmonics (K are odd) are in-phase, and even harmonics (K are even) are antiphase. Therefore, the odd harmonic oscillations interfere in the waveguide E-tee and do not enter the output line 14, and the out-of-phase oscillations of even harmonics with frequencies 4 FBX, Sfsx, etc. in the waveguide E-electrode are in-phase and put into the output segment line 14, where the 4fix frequency vibration is filtered out.

5 Благодар введенным отличительным конструктивным признакам достигаетс значительное разрежение спектра частот выходных колебаний. При полной симметрии5 Due to the introduced distinctive design features, a significant rarefaction of the frequency spectrum of the output oscillations is achieved. With full symmetry

схемы в спектре выходного колебани вместе с полезной четвертой гармоникой входной частоты присутствует только восьма высша гармоника, уровень которой значительно слабее, чем уровень полезной гармоники. Разрешение спектра позвол ет реализовать в предлагаемом устройстве значительно большие рабочие полосы частот.The circuits in the output oscillation spectrum together with the useful fourth harmonic of the input frequency are present only the eighth highest harmonic, the level of which is much weaker than the level of the useful harmonic. The resolution of the spectrum makes it possible to realize significantly larger operating frequency bands in the proposed device.

В предлагаемом устройстве дважды осуществл етс умножение в два раза. Поскольку умножение в два раза значительно эффективнее, чем в четыре, то по сравнению с известным предлагаемое устройство характеризуетс также повышенным значением коэффициента преобразовани , определ емым как отношение выходной мощности к входной.In the proposed device, the multiplication is doubled. Since the multiplication is two times more efficient than four times, compared to the known, the proposed device is also characterized by an increased value of the conversion coefficient, defined as the ratio of the output power to the input power.

По сравнению с известным предлагаемое устройство характеризуетс увеличенным уровнем выходной мощности, сниженным уровнем паразитных гармонических составл ющих и расширенной полосой рабочих частот, а также увеличенными значени ми коэффициента преобразовани и уровн выходной мощности.In comparison with the known, the proposed device is characterized by an increased level of output power, a reduced level of spurious harmonic components and an extended operating frequency band, as well as increased values of the conversion factor and the level of output power.

Claims

Invention Formula

A frequency multiplier containing a line segment and two short-circuited from one end of a rectangular waveguide segment, on the wide walls of which the first and second multipliers are fixed

/five

0

five

diodes, two short-circuited from one end of a segment of a rectangular waveguide are connected to the other ends with a segment of the output line through a power combinator, characterized in that, in order to reduce the level of parasitic harmonic components and expand the operating frequency band, the segment of the input line is the length of the rectangular waveguide, in the plane of the cross section of which the excitation probe is installed, with the ends connected to the electrodes of the same name of the inserted third and fourth multiplication diodes and through them, with wide walls of a segment of a rectangular waveguide, each of whose narrow walls are aligned with one of the wide walls of the corresponding short-circuited segment of a rectangular waveguide, while in the narrow walls of the input segment of a rectangular waveguide and, respectively, in the wide walls of short-closed Holes are made from one end of the rectangular waveguide segments, the centers of which lie in the transverse section plane of the rectangular waveguide segment passing through the axis of the exciting its pin, in which metal rods are connected with a gap, connected by one ends with the excitation rod, and others with opposite electrodes of the first and second multiplying diodes, the power adder being designed as a waveguide E-tee.

Aa