SU1762380A1 - Oscillator - Google Patents
Oscillator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1762380A1 SU1762380A1 SU904782707A SU4782707A SU1762380A1 SU 1762380 A1 SU1762380 A1 SU 1762380A1 SU 904782707 A SU904782707 A SU 904782707A SU 4782707 A SU4782707 A SU 4782707A SU 1762380 A1 SU1762380 A1 SU 1762380A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- resonant circuit
- generator
- diode
- circuit
- oscillator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Предложен генератор, который содержит два генераторных диода и четыре резонансных контура. С целью увеличени выходной мощности в расширенной полосе частотной синхронизации, первый и второй генераторные блоки включены встречно друг к другу и установлены соосно, первый резонансный контур выполнен на отрезке пр моугольного волновода, второй резонансный контур выполнен в виде коротко- замкнутого отрезка коаксиальной линии и св зан с первым резонансным контуром первым щелевым зазором. Третий резонансный контур выполнен петлевым, а четвертый резонансный контур выполнен в виде радиального резонатора, который настроен на вторую гармонику, расположен аксиально симметрично относительно оси первого и второго генераторных диодов и св зан с первым резонансным контуром, вторым щелевым зазором. 1 ил.The proposed generator, which contains two generator diode and four resonant circuit. In order to increase the output power in the extended frequency synchronization band, the first and second generator blocks are included opposite to each other and are installed coaxially, the first resonant circuit is made on a segment of a rectangular waveguide, the second resonant circuit is made in the form of a short-circuited coaxial line and connected with the first resonant circuit the first slit gap. The third resonant circuit is looped, and the fourth resonant circuit is made in the form of a radial resonator, which is tuned to the second harmonic, is located axially symmetrically with respect to the axis of the first and second oscillator diodes and is connected to the first resonant circuit, the second slot gap. 1 il.
Description
(Л(L
СWITH
Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс в радиопередающих и радиоприемных сверхвысокочастотных устройствах.This invention relates to radio engineering and can be used in radio transmitting and radio receiving microwave devices.
Известно устройство, содержащее отрезок коаксиальной линии с подключенными к ней двум диодами Ганна, токи второй гармоники которых короткозамкнуты посредством металлических шайб, а положительна обратна св зь между диодами оптимизируетс двум стержн ми. Св зь коаксиальной линии с нагрузкой осуществл етс через отрезок запредельного волновода , согласованного с ней трем дополнительными стержн ми, а также через П-образный и пр моугольный волноводы (авторское свидетельство СССР № 1363418, кл. НОЗ В 5/22, 1987).A device is known which contains a length of coaxial line with two Gunn diodes connected to it, the second harmonic currents of which are short-circuited by means of metal washers, and the positive feedback between the diodes is optimized by two rods. The coaxial line is connected with a load through a segment of an outlying waveguide matched with three additional rods, as well as through U-shaped and rectangular waveguides (USSR author's certificate No. 1363418, CL. BH B 5/22, 1987).
Основным недостатком этого устройства вл етс многоэлементность конструкции , это затрудн ет их взаимноеThe main disadvantage of this device is the multi-element structure, which makes it difficult for them to mutually
электрическое согласование. Кроме того резонансна система шайба-диод Ганна уз- кополосна, что существенно ограничивает полосу частот внешней синхронизации.electrical matching. In addition, the Gunn resonant washer-diode system is narrowband, which significantly limits the frequency band of external synchronization.
Известно устройство, содержащее отрезок пр моугольного волновода, в котором размещен генераторный диод, штырь питани которого содержит резонансный диск с компенсирующим температурную нестабильность элементом. Один конец отрезка волновода коротко замкнут, а другой вл етс выходом (авт.св. СССР Ms 1370713, кл. НОЗ В 7/14, 1988).A device is known comprising a segment of a rectangular waveguide in which a generator diode is placed, the power pin of which contains a resonant disk with a component compensating for temperature instability. One end of the waveguide section is short-circuited, and the other is the output (ed.St. USSR Ms 1370713, class NOZB 7/14, 1988).
Основным недостатком этого устройства вл етс узка полоса синхронизации из-за нелинейности ФЧХ, ввиду острорезонансного типа колебательной системы диод-резонансный диск.The main disadvantage of this device is the narrow synchronization band due to the nonlinearity of the frequency response, due to the sharp resonance type of the oscillatory system of the diode-resonant disk.
Ближайшим по технической сущности аналогом (прототипом) предлагаемого технического решени вл етс генераторThe closest to the technical essence analogue (prototype) of the proposed technical solution is the generator
22
ГО GO 00 ЮGO GO 00 Yu
СВЧ, содержащий полупроводниковый диод , размещенный в отрезке пр моугольного волновода, в одном из концов которого установлен короткозамыкатель и короткозам- кнутый отрезок коаксиальной линии (КОК/1), а другой конец вл етс выходом (см. авт.св. СССР № 1363422. кл. Н 03 В 7/14, 1987). Существенным недостатком известного устройства , ввиду наличи 2-х св занных контуров (волноводного короткозамкнутого отрезка и КОКЛ), вл етс пониженное значение контурного КПД и, как следствие, пониженный , относительно одноконтурной схемы, уровень выходной мощности. Взаимное рассогласование волноводного и коаксиального контуров позвол ет расширить полосу синхронизации (перестройки) генератора в сравнении с одноконтурной схемой , однако, возникающа при этом нелинейность ФЧХ ограничивает область устойчивой генерации в расширенной полосе частот внешней синхронизации.A microwave containing a semiconductor diode placed in a segment of a rectangular waveguide, at one end of which there is a short circuitor and a short-circuited coaxial line segment (COC / 1), and the other end is the output (see USSR Bus No. 1363422. CL H 03 B 7/14, 1987). A significant disadvantage of the known device, due to the presence of 2 coupled circuits (waveguide short-circuited segment and COCL), is a lower value of the contour efficiency and, as a consequence, a reduced, relative to the single-circuit, level of output power. The mutual mismatch between the waveguide and coaxial circuits allows the generator to synchronize (tune) the band as compared to the single-loop circuit, however, the resulting non-linearity of the frequency response limits the region of stable generation in the extended band of external synchronization.
Целью насто щего изобретени вл етс :The purpose of the present invention is:
увеличение выходной мощности в расширенной полосе частот внешней синхронизации;an increase in output power in the extended frequency band of external synchronization;
уменьшение уровн второй гармоники,reducing the second harmonic level
Поставленна цель достигаетс тем, что в генератор, содержащий первый резонансный контур, выполненный в еиде отрезка пр моугольного волновода с короткозамы- кателем на одном конце, другой конец которого вл етс выходом генератора, второй резонансный контур, который выполнен в виде короткозамкнутого отрезка коаксиальной линии (КОКЛ) и св зан с первым резонансным контуром первым щелевым зазором, и генераторный диод, который установлен в отрезке пр моугольного волновода , дополнительно введены второй генераторный диод, третий и четвертый резонансные контура, при этом второй генераторный диод установлен соосно с первым генераторным диодом и включен встречно с ним, третий резонансный контур выполнен петлевым, а четвертый резонансный контур выполнен в виде радиального резонатора, который настроен на вторую гармонику, расположен аксиально симметрично относительно оси первого и второго генераторных диодов и св зан с первым резонансным контуром вторым щелевым зазором. Дл уменьшени уровн второй гармоники корпус радиального резонатора выполнен по продольной оси отрезка пр моугольного волновода с размером, равным половине рабочей длины волны.The goal is achieved by the fact that a generator containing a first resonant circuit, made in an eidea of a rectangular waveguide segment with a short circuit at one end, the other end of which is the generator output, a second resonant circuit, which is designed as a short-circuited coaxial line ( COCL) and is connected to the first resonant circuit by the first slit gap, and the generator diode, which is installed in a segment of a rectangular waveguide, is additionally introduced a second generator diode, a third and four resonant circuit, while the second oscillator diode is installed coaxially with the first oscillator diode and turned on counter to it, the third resonant circuit is looped, and the fourth resonant circuit is made in the form of a radial resonator, which is tuned to the second harmonic, is located axially symmetrically relative to the axis of the first and a second oscillator diode and is connected to the first resonant circuit by a second slit gap. To reduce the level of the second harmonic, the body of the radial resonator is made along the longitudinal axis of a segment of a rectangular waveguide with a size equal to half the working wavelength.
Предложенный генератор, благодар введению третьего резонансного контура,The proposed generator, due to the introduction of the third resonant circuit,
выполненного петлевым, и четвертого резонансного контура, выполненного в виде радиального резонатора, настроенного на вторую гармонику рабочей частоты, приобретает свойства параметрического устройства , что обуславливает увеличение отрицательного сопротивлени на основной частоте и,, вследствие параметрических эффектов, возникающих при определенномloop loop, and the fourth resonant circuit, made in the form of a radial resonator tuned to the second harmonic of the operating frequency, acquires the properties of a parametric device, which causes an increase in negative resistance at the fundamental frequency and due to parametric effects arising from a certain
фазовом соотношении между рабочей частотой и второй гармоникой, повышает контурный КПД, увеличива выходную мощность. Установка второго генераторного диода соосно с первым и включенногоthe phase relationship between the operating frequency and the second harmonic, increases the contour efficiency, increasing the output power. The installation of the second generator diode coaxially with the first and included
встречно ему, позвол ет разместить оба диода в пучности тока с возбуждением противофазного режима при соблюдении условий оптимальной св зи с первым и вторым резонансными контурами на рабочем участке.counter to it, it allows to place both diodes in the current antinodes with the excitation of the antiphase mode under the conditions of optimal connection with the first and second resonant circuits in the working section.
Выполнение третьего резонансного контура петлевым обеспечивает ответвление части энергии и возвращение ее к диодам с задержкой во времени, что позвол ет линеаризовать фазовую характеристику резонансной системы генератора и обеспечить устойчивую работу в расширенной полосе частот внешней синхронизации. Размещение четвертого резонансного контура, выполненного в виде радиального резонатораPerforming a third resonant loop loop provides a branch of part of the energy and return it to the diodes with a time delay, which allows to linearize the phase characteristic of the resonant generator system and ensure stable operation in the extended band of external synchronization. Placement of the fourth resonant circuit, made in the form of a radial resonator
настроенного на вторую гармонику рабочей частоты, аксиально симметрично относительно оси первого и второго генераторны диодов соответствует требовани м оптимального согласовани колебательной сиетемы диоды-радиальный резонатор нг частоте второй гармоники. Выполнение корпуса радиального резонатора с размером пс продольной оси отрезка пр моугольногс волновода равным половине рабочей длиньtuned to the second harmonic of the operating frequency, axially symmetrically with respect to the axis of the first and second oscillator diodes, meets the requirements for optimal matching of the oscillating diode-radial resonator ng to the frequency of the second harmonic. Making the case of a radial resonator with the size of the longitudinal axis of the segment of a rectangular waveguide equal to half the working length
волны, создает услови образовани сто чей волны на частоте второй гармоники ь улучшает услови энергообмена между кон турами за счет скачка волнового сопротив лени в области внешней поверхност корпуса четвертого резонатора. Кроме тоге корпус четвертого резонатора обеспечивав разв зку СВЧ контуров, по цепи питани при этом слои изол ции, в виде тонких пле нок, выполн ют роль блокировочных емкоwaves, creates the conditions for the formation of a standing wave at the frequency of the second harmonic and improves the energy exchange conditions between the circuits due to a surge in wave resistance in the region of the external surface of the fourth resonator. In addition to this, the case of the fourth resonator, providing the isolation of the microwave circuits, along the power supply circuit, with the layers of insulation, in the form of thin films, play the role of interlocking capacitively
стей.stey.
Указанные отличительные признаки ус тройства не известны по материалам патен тной и научной литературы как отдельно, Tai и в совокупности. Таким образом, предло женное техническое решение удовлетвор ет требовани к критерию существенны отличи и новизна.These distinctive features of the device are not known from the materials of the patent and scientific literature as separately, Tai and in the aggregate. Thus, the proposed technical solution satisfies the requirements for the criterion of significant differences and novelty.
На чертеже изображена конструкци re нератора в разрезе,The drawing shows the construction of the helium re in section,
Генератор содержит первый резонансный контур 1 в виде отрезка пр моугольного волновода, один конец 2 которого вл етс выходом, а на другом конце установлен подвижный короткозамыкатель 3. По продольной оси контура 1 установлен второй резонансный контур 4 в виде КОКЛ и св зан с ним первым щелевым зазором 5. В отрезке пр моугольного волновода контура 1 помещен в области максимума электрического пол первый генераторный диод 6. Соосно с первым диодом 6, и включенный встречно ему, установлен второй генераторный диод 7. В генератор введен третий резонансный контур 8, выполненный петлевым. Аксиально симметрично относительно оси диодов 6 и 7 расположен четвертый резонансный контур 9 в виде объемного радиального резонатора второй гармоники, св занный вторым щелевым зазором 10 с резонансным контуром 1. Корпус 11 контура 9 выполнен по продольной оси отрезка пр моугольного волновода контура 1 с размером, равным половине рабочей длины волны. Корпус 11 изолирован по цепи питани 12 прокладками 13 и 14, а также втулкой 15. Диоды 6 и 7 закреплены на теплоотводах 16 и 17 и соединены с цепью питани 12 посредством провода в составе петли контура 8.The generator contains a first resonant circuit 1 in the form of a segment of a rectangular waveguide, one end 2 of which is an output, and a movable short circuiter 3 is installed at the other end. A second resonant circuit 4 is installed in the form of a COCOL along the longitudinal axis of the circuit 1 and is connected with it by a first slotted a gap 5. In the segment of a rectangular waveguide circuit 1 is placed in the region of the maximum electric field, the first generating diode 6. Coaxially with the first diode 6, and switched on counter to it, a second generating diode 7 is installed. A third is inserted into the generator the resonant circuit 8, is made loopback. Axially symmetrically with respect to the axis of the diodes 6 and 7, the fourth resonant circuit 9 is in the form of a second-harmonic volume radial resonator connected by the second slit gap 10 to the resonant circuit 1. Case 11 of circuit 9 is made along the longitudinal axis of a rectangular waveguide 1 segment with a size equal to half the working wavelength. The housing 11 is insulated along the supply circuit 12 with gaskets 13 and 14, as well as with the sleeve 15. The diodes 6 and 7 are fixed to the heat sinks 16 and 17 and connected to the power supply circuit 12 by means of a wire in the loop loop 8.
Генератор работает следующим образом . При подаче питани через цепь 12 на диоды 6 и 7 в них возбуждаютс электромагнитные колебани , частота которых обуславливаетс положением короткозамы- кател 3 в контуре 1 геометрическими размерами контуров 4 и 9, а также частотой настройки контура 8 и нагрузочной характеристикой выхода 2. Сигнал внешней синхронизации посредством разв зывающего устройства, подключенного к выходу 2, например , циркул тора (на чертеже не показан ), подаетс в колебательную систему генератора и под его воздействием частота собственных колебаний генератора измен етс , станов сь равной частоте синхронизирующей ЭДС. Установивша с частота колебаний соответствует услови м резонанса эквивалентного контура, при этом фаза колебаний в этом контуре измен етс в соответствии с ФЧХ контура, как интегральной совокупности характеристик контуров 1, 4, 8 и 9, вход щих в колебательную систему , включа реакцию нагрузки по выходу 2. При этом резонансы первых двух контуров 1 и 4 лежат в области рабочей частоты ,2 резонанс третьего контура 8 - в области низкой частоты Д fa, а четвертого контура 9 - вблизи второй гармоники на частоте U 2fp. Резонансные частоты контуров 1. 4, 8 и 9The generator works as follows. When power is supplied through circuit 12 to diodes 6 and 7, electromagnetic oscillations are excited in them, the frequency of which is determined by the position of short circuits 3 in circuit 1 by the geometric dimensions of circuits 4 and 9, as well as by the tuning frequency of circuit 8 and the load characteristic of output 2. External synchronization signal through an isolating device connected to the output 2, for example, a circulator (not shown in the drawing), is fed into the oscillatory system of the generator and under its influence the natural oscillation frequency of the generator is measured n is, become equal to the frequency synchronizing Referring EMF. The oscillation frequency that is established corresponds to the resonance conditions of the equivalent circuit, and the phase of oscillations in this circuit varies in accordance with the phase response frequency of the circuit, as an integral set of characteristics of circuits 1, 4, 8 and 9 included in the oscillatory system, including the output load response 2. In this case, the resonances of the first two circuits 1 and 4 lie in the region of the operating frequency, 2 the resonance of the third circuit 8 in the region of low frequency D fa, and the fourth circuit 9 near the second harmonic at the frequency U 2fp. Resonant frequency circuits 1. 4, 8 and 9
св заны между собой условием возникновени параметрического взаимодействи в виде следующего соотношени :are interconnected by the condition for the occurrence of a parametric interaction in the form of the following relationship:
f4 ±KAf3 s2fp«2fi,2,f4 ± KAf3 s2fp “2fi, 2,
где К 1,2,3...where K 1,2,3 ...
Контуры 1 и 4 св заны между собой зазором 5, настраиваютс короткозамыкателем 3 на расширенную полосу путем взаимного смещени их собственных резо- нансов относительно центральной частоты в полосе синхронизации таким образом, чтобы максимум пол рабочей частоты совпал с областью размещени диодов 6 и 7. В контуре 9 при этом на второй гармонике рабочей частоты устанавливаютс колебани Ef0. Токи второй гармоники контура 9 создают тормоз щее воздействие на потокCircuits 1 and 4 are interconnected by a gap 5, adjusted by the short-circuit breaker 3 to the extended band by mutual displacement of their own resonances relative to the central frequency in the synchronization band so that the maximum field of the operating frequency coincides with the area where the diodes 6 and 7 are located. 9, the oscillations Ef0 are set at the second harmonic of the working frequency. The currents of the second harmonic circuit 9 create an inhibitory effect on the flow
электронов в диодах 6 и 7, улучша услови отдачи энергии полю СВЧ колебаний на рабочей частоте, что соответственно приводит к увеличению выходной мощности. Св зь контуров 1, 4 и 9 осуществл етс через зазор 10 и согласуетс по максимуму мощности в полосе синхронизации осевым перемещением теплоотводов 16 и 17 путем погружени диодов 6 и 7 в полость резонатора контура 9. Услови энергообменаelectrons in diodes 6 and 7, improving the conditions of energy return to the field of microwave oscillations at the operating frequency, which accordingly leads to an increase in output power. The circuits 1, 4 and 9 are connected through the gap 10 and are matched by the maximum power in the sync band by axial movement of the heat sink 16 and 17 by immersing the diodes 6 and 7 into the cavity of the cavity of the circuit 9. Energy exchange
между контурами 1, 4 и 9 поддерживаютс за счет образовани сто чей волны второй гармоники, сформированной в области скачка волнового сопротивлени по внешнему краю корпуса 11, выполненного с размером , равным половине рабочей длины волны. Резонансный контур 8 выполнен запредельным дл диапазона рабочих частот и с выходом 2 св зан посредством параметрического взаимодействи с элементами колебательной системы генератора в виде контуров 1, 4 и 9, осуществл ответвление части энергии и возвращение ее к диодам 6 и 7 с задержкой во времени, выполн роль холостого контура в параметрической системе энергообмена.between circuits 1, 4, and 9 is supported by the formation of a standing second-harmonic wave formed in the surge wave region at the outer edge of the housing 11, made with a size equal to half the working wavelength. The resonant circuit 8 is made beyond the limits for the operating frequency range and connected to the output 2 by parametric interaction with the elements of the oscillatory system of the generator in the form of circuits 1, 4, and 9, branching off part of the energy and returning it to the diodes 6 and 7 with a time delay, the role of the idle circuit in the parametric system of energy exchange.
Предложенный генератор имеет преимущества перед известными и может быть использован, например, в качестве усилител мощности в приемных и передающихThe proposed generator has advantages over the known ones and can be used, for example, as a power amplifier in receiving and transmitting
устройствах радиотехники. Генератор обеспечивает увеличенный уровень выходной мощности в расширенной полосе частот внешней синхронизации, уменьшенный уровень потерь по цеп м питани и в нагрузке .radio engineering devices. The generator provides an increased level of output power in the extended frequency band of external synchronization, a reduced level of losses in the power supply circuits and in the load.
Возможность реализации предложенного устройства подтверждена макетированием . Построение и испытание макета осуществл лось на базе элементов широкого применени В результате практической проверки установлена высока эффективность суммировани мощностей генерации двух диодов, котора возросла по сравнению с мощностью генерации одного диода в три раза, т.е имеет место нелинейное суммирование . Полоса стабильного режима синхронизации, при условии сохранени отношени мощностей генерации и синхронизации , увеличилась более чем на 20%.The possibility of implementing the proposed device is confirmed by prototyping. The construction and testing of the layout was carried out on the basis of elements of wide application. As a result of practical testing, a high efficiency of summing the generation power of two diodes was established, which increased threefold compared to the generation power of one diode, i.e. nonlinear summation took place. The stable synchronization mode band, provided that the generation and synchronization power ratio is maintained, has increased by more than 20%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904782707A SU1762380A1 (en) | 1990-01-28 | 1990-01-28 | Oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904782707A SU1762380A1 (en) | 1990-01-28 | 1990-01-28 | Oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1762380A1 true SU1762380A1 (en) | 1992-09-15 |
Family
ID=21491727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904782707A SU1762380A1 (en) | 1990-01-28 | 1990-01-28 | Oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1762380A1 (en) |
-
1990
- 1990-01-28 SU SU904782707A patent/SU1762380A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N° 1363422, кл. Н 03 В 7/14, 1987. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4636757A (en) | Microstrip/slotline frequency halver | |
| US3639857A (en) | Planar-type resonator circuit | |
| Wu et al. | A C-band tunable oscillator based on complementary coupled resonator using substrate integrated waveguide cavity | |
| Barth | A wideband, backshort-tunable second harmonic W-band Gunn-oscillator | |
| US2806138A (en) | Wave guide frequency converter | |
| US3165690A (en) | Harmonic generator utilizing a nonlinear reactance | |
| US3984788A (en) | Negative resistance microwave power generator | |
| SU1762380A1 (en) | Oscillator | |
| Liang et al. | D-band surface-wave modulator and signal source with 40 dB extinction ratio and 3.7 mW output power in 65 nm CMOS | |
| US6909322B2 (en) | Stage of a power generator of high frequency current | |
| Cheng et al. | Realization of transmission zeros for bandpass filter using inductive-coupled stub-loaded resonators | |
| US4149126A (en) | Diode and dielectric resonator microwave oscillator | |
| US2266501A (en) | Electrical wave filter | |
| US3745479A (en) | Microwave oscillator structure for parallel operation of solid-state diodes | |
| JP3852825B2 (en) | Injection-locked high-frequency oscillator | |
| US4583058A (en) | Broadband power combiner | |
| US3748596A (en) | Multiple diode coaxial cavity oscillator with manual and varactor diode tuning | |
| RU2727277C1 (en) | Transistor microwave generator with electronic frequency tuning | |
| Lima et al. | A Ku-Band Injection-Locked Push-Push Oscillator Using Two-Wavelength Ring Resonator | |
| Tanaka et al. | Investigation on oscillation mode-jump phenomenon in reflection type of self-injection locked NRD guide Gunn oscillator at 60GHz | |
| RU1841304C (en) | Microwave multiplier | |
| US3418601A (en) | Waveguide phase-locked oscillators | |
| Brown et al. | Analysis of a new crossed-field amplifier, the" EAL," or electromagnetic amplifying lens | |
| Tanaka et al. | A novel K-band push-push oscillator using Gunn diodes | |
| Gross et al. | Design of series feedback millimeter wave oscillators employing whispering gallery mode dielectric resonators |