SU1737696A1

SU1737696A1 - Microwave oscillator

Info

Publication number: SU1737696A1
Application number: SU884478356A
Authority: SU
Inventors: Леонид Николаевич Махиня; Вячеслав Яковлевич Крысь
Original assignee: Институт технической механики АН УССР
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Предложен генератор СВЧ, содержащий основной отрезок пр моугольного волновода , в который включен диод с отрицательной дифференциальной проводимостью , управл емый элемент и подвижный короткозамыкатель. С целью расширени линейного участка диапазона электрической перестройки частоты введен дополнительный отрезок пр моугольного волновода, в котором также установлены управл емый элемент и подвижный короткозамыкатель который подключен к широкой стенке основного отрезка пр моугольного волновода, при этом управл емые элементы выполнены в виде переменного сопротивлени , в качестве которого использованы nipm-структуры, подключенные к одному источнику смещени . 1 з.п ф-лы, 1 ил.A microwave generator is proposed that contains the main segment of a rectangular waveguide, which includes a negative differential conductivity diode, a controllable element, and a movable short connector. In order to expand the linear portion of the electrical frequency tuning range, an additional segment of a rectangular waveguide is introduced, in which a controllable element and a movable short-circuiter are also installed that are connected to the wide wall of the main segment of the rectangular waveguide, while the controllable elements are made in the form of variable resistance as which used nipm-structures connected to the same bias source. 1 з.п f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к радиоэлектронике и может использоватьс в различных устройствах СВЧ-диапазона дл генерации колебаний сверхвысоких частот.The invention relates to electronics and can be used in various microwave devices to generate microwave oscillations.

Известен генератор СВЧ, содержащий генераторный и варакторный диоды, размещенные в отрезке по моугольного волновода , в конце которой размещен подвижный поршень, выполненный в виде короткозамк- нутого отрезка волновода, который имеет меньшее, чем у отрезка пр моугольного волновода , волновое сопротивление, а варакторный диод размещен на открытом конце короткозамкнутого отрезка волновода.A microwave oscillator is known that contains oscillator and varactor diodes placed in a section along a mono-angular waveguide, at the end of which a movable piston is installed, made in the form of a short-circuited part of a waveguide, which has a lower impedance than the section of a rectangular waveguide and impedance placed at the open end of a short-circuited segment of the waveguide.

Известен также генератор СВЧ, содержащий отрезок пр моуготьного волновода, в плоскости поперечного сечени которого установлен варикап, и диод с отрицательным сопротивлением. При этом один из электродов диода закрепльн в держателе, а другой электрод размещен соосно с возбуждающим штыремA microwave generator is also known that contains a piece of a straight-through waveguide, in the cross-sectional plane of which a varicap is installed, and a diode with negative resistance. In this case, one of the diode electrodes is clamped in the holder, and the other electrode is placed coaxially with the exciting pin

Общим недостатком данных генераторов СВЧ вл етс нелинейный и недостаточно широкий диапазон электрической перестройки частоты.A common disadvantage of these microwave generators is the non-linear and insufficiently wide range of electrical frequency tuning.

Наиболее близким к данному изобретению вл етс генератор СВЧ, содержащий отрезок пр моугольного волновода, в конце которого находитс подвижный коротко- замкнутый поршень, а в плоскости поперечного сечени отрезка пр моугольного волновода наход тс генераторный диод и варикап .Closest to this invention is a microwave generator containing a segment of a rectangular waveguide, at the end of which there is a movable short-circuited piston, and in the cross-sectional plane of a segment of a rectangular waveguide there is a generator diode and varicap.

Недостатком такого генератора СВЧ вл етс узкий и нелинейный характер диапазона электрической перестройки частотыThe disadvantage of such a microwave generator is the narrow and non-linear nature of the electrical frequency tuning range.

Цель изобретени - расширение линейного участка диапазона электрической перестройки частоты.The purpose of the invention is to expand the linear portion of the electrical frequency tuning range.

Указанна цель достигаетс тем, что генератор СВЧ содержит отрезок пр моугольного волновода с подвижным короткозамыкателем на одном конце, в кослThis goal is achieved by the fact that the microwave generator contains a segment of a rectangular waveguide with a movable short circuit on one end, in kos

СWITH

VIVI

IGJ vi о о оIgj vi o o o o o

тором между его широкими стенками включены диод с отрицательной дифференциальной проводимостью и управл емый элемент, подключенный к источнику смещени , управл емый элемент выполнен в виде переменного сопротивлени , в качестве которого использована nipin-структура.The torus between its wide walls includes a diode with negative differential conductivity and a controllable element connected to the bias source, the controllable element is made in the form of a variable resistance, for which the nipin structure is used.

Указанна цель достигаетс тем, что введен отрезок пр моугольного волновода, в который включена дополнительна nipin- структура, подключенна к источнику смещени и идентична nipin-структура, и который одним концом подключен к широкой стенке отрезка пр моугольного волновода , а в другом его конце установлен дополнительный подвижный короткозамы- катель.This goal is achieved by introducing a segment of a rectangular waveguide, in which an additional nipin structure is included, connected to the displacement source and identical to the nipin structure, and which is connected at one end to the wide wall of the rectangular waveguide, and an additional short-moving movable

На фиг. 1 схематически изображен генератор СВЧ с общей нагрузкой; на фиг. 2 - то же, с разделенной нагрузкой.FIG. 1 schematically shows a microwave generator with a total load; in fig. 2 - the same, with split load.

Генератор СВЧ содержит отрезок 1 основного пр моугольного волновода, в плоскости поперечного сечени которого находитс полупроводниковый диод с ОДП 2, за которым на одной продольной оси с диодом 2 размещена nipin-структура З. В конце отрезка 1 пр моугольного волновода находитс подвижный короткозамкнутый поршень А. В плоскости основного отрезка 1 пр моугольного волновода находитс дополнительный отрезок 5 пр моугольного волновода, в котором размещена втора nipin-структура 6. Заканчиваетс дополнительный отрезок 5 пр моугольного волновода подвижным короткозамкнутым поршнем 7. Питание nipin-структуры З и б осуществл етс от источника тока 8 через ограничивающие ток сопротивлени 9 и 10.The microwave generator contains a segment 1 of the main rectangular waveguide, in the plane of whose cross section there is a semiconductor diode with NDC 2, behind which a nipin-structure Z is located at the same longitudinal axis with diode 2. At the end of segment 1 of the rectangular waveguide there is a movable short-circuited piston A. In the plane of the main segment 1 of the rectangular waveguide, there is an additional segment 5 of the rectangular waveguide in which the second nipin-structure 6 is located. An additional segment 5 of the rectangular waveguide ends and a movable short-circuited piston 7. The nipin-structure 3 and b are powered from the current source 8 through the current-limiting resistances 9 and 10.

При подаче питающего напр жени к диоду с ОДП 2 и управл ющего тока (фиг. 1) к nipin-структурам З и 6 (фиг. 2) в отрезке 1 возбуждаютс электромагнитные колебани СВЧ. Нагрузкой полупроводникового генераторного диода с ОДП 2 вл етс контур , состо щий из переменного активного сопротивлени nipin-структуры З и включенного параллельно, закороченного на конце подвижным короткозамкнутым поршнем 4, отрезка волновода 1, имеющего в зависимости от длины реактивное сопротивление различных знаков. Эквивалентное сопротивление контура СВЧ, образованного отрезком закороченной на конце длинной линии и включенной параллельно ей nipin- структурой, можно представить в видеWhen the supply voltage is applied to the diode with DCF 2 and the control current (Fig. 1), the nipin structures 3 and 6 (Fig. 2) in section 1 excite microwave oscillations. The load of a semiconductor oscillator diode with NDC 2 is a circuit consisting of a variable active resistance nipin structure 3 and connected in parallel, shorted at the end by a moving short-circuited piston 4, a waveguide length 1, having different signs depending on the length. The equivalent resistance of the microwave circuit, formed by a segment of a nipin-structure shorted at the end of a long line and connected parallel to it, can be represented as

Zg(l) Rs + Хэ г„|р|п(1).Zg (l) Rs + He r „| p | n (1).

В результате изменени величины активного сопротивлени структуры 3, осуществл емого за счет изменени As a result of a change in the magnitude of the active resistance of the structure 3, carried out by changing

управл ющего тока, происходит изменение параметров контура нагрузки диода с ОДП 2 и соответственно частоты генерации. Размещение nipin-структуры З р дом с коротко- замкнутым поршнем 4 позвол етcontrol current, there is a change in the parameters of the load circuit of the diode with DCF 2 and, accordingly, the generation frequency. Placing the nipin structure adjacent to the short-closed piston 4 allows

обеспечить максимальную величину комплексной нагрузки дл диода с ОДП 2 и ее включение в колебательную систему генератора СВЧ. Включение последовательно с основной нагрузкой дополнительной нагрузкиto provide the maximum value of the complex load for the diode with ODP 2 and its inclusion in the oscillatory system of the microwave generator. Inclusion in series with the main load of the additional load

в виде закороченного на конце отрезка волновода 5, имеющего вторую nipin-структуру 6, позвол ет обеспечить увеличение общего импеданса нагрузки диода с ОДП 2, уменьшение добротности общего эквивалентногоin the form of a waveguide 5 shorted at the end, having a second nipin-structure 6, allows to increase the total impedance of the load of the diode with SDP 2, reducing the quality factor of the total equivalent

контура нагрузки диода с ОДП 2 и соответственно увеличение линейного участка перестройки частоты генерации СВЧ.the load circuit of the diode with ODP 2 and, accordingly, an increase in the linear portion of the microwave frequency tuning.

В качестве генераторных диодов могут быть использованы диоды Ганна, лавиннопролетные диоды и т. д., примен емые nipin- структуры должны быть в СВЧ-исполнении. Применение предлагаемого генератора СВЧ позвол ет расширить линейный участок диапазона электрической перестройкиGunn diodes, avalanche-span diodes, etc. can be used as generator diodes, and the nipin structures used should be in the microwave version. The application of the proposed microwave generator allows to expand the linear part of the range of electrical adjustment

частоты.frequencies.

Claims

Claim 1. A microwave generator containing a segment of a rectangular waveguide with a movable short circuit on one end, in which between its wide walls a negative differential conductivity diode is connected and a controllable element connected to the bias source, characterized in that in order to expand the linear The section of the electrical frequency tuning range, the controlled element, is made in the form of a variable resistance, for which the nipin-structure is used.

2. The generator according to claim 1, of which there is an additional segment of a rectangular waveguide, in which an additional nipin structure is connected to the bias source,

identical to the nipin-structure, and which at one end is connected to the wide wall of a segment of a rectangular waveguide, and at its other end an additional movable shorting connector is installed.

1

At:

ty

FIG. 2

R

/ ten

ZS

x

7