Сумматор мощности

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для создания источников СВЧ повышенного уровня выходной мощности. Сущность изобретения: в сумматоре мощности, содержащем отрезок 1 прямоугольного волновода, изогнутый по пространственной винтовой линии и установленный коаксиально с резонатором 2, и генераторные диоды 5, установленные каскадно на расстояниях, кратных половине длины волны вдоль отрезка 1 прямоугольного волновода, и электромагнитно связанные с резонатором 2 отверстиями связи, выполненными в стенках отрезка 1 прямоугольного волновода и резонатора 2, с целью упрощения настройки введены аксиальный резонатору 2 тонкостенный цилиндр 3, установленный с возможностью вращения и с окнами связи 4, которые соосны отверстиям связи в отрезке 1 прямоугольного волновода и резонатора 2, а также установленные между диодами 5 диэлектрическая пластина 6, шлейф 7 в Е-плоскости отрезка 1 прямоугольного волновода, индуктивные штыри 8 и емкостные винты 9. 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)5 Н 03 В 7/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! ! ф

1 о

С) о ) !(Л (21) 4691402/09 (22) 10,05.89 (46) 07.09.92. Бюл. N 33 (71) Институт технической механики АН

УССР (72) Л,Н.Махиня и В.Н.Привалов (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 566207, кл. Н 03 В 7/14, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N 733081, кл. Н 03 В 7/14, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

N 1322402, кл, Н 03 В-7/14, 1984.

4. Авторское свидетельство СССР

¹ 1204106, кл. Н 03 В 7/14, 1983. (54).СУММАТОР МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для создания источников СВЧ повышенного уровня выходной мощности. Сущность изобретения: в сумматоре мощности, содержащем отрезок 1 пряИзобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в различных устройствах СВЧ диапазона.

Известно устройство сложения мощностей, которое содержит отрезок волновода, в поперечном сечении которого размещена возбуждающая решетка, выполненная в виде отрезков металлических стержней, к концам которых подключены генераторные полупроводниковые диоды. Питающее диоды напряжение подается через штыри, которые подсоединены к средней части стержней (1).

Известно также устройство сложения мощностей, содержащее возбуждающую моугольного волновода, изогнутый по пространственной винтовой линии и установленный коаксиально с резонатором 2, и генераторные диоды 5. установленные каскадно на расстояниях, кратных половине длины волны вдоль отрезка 1 прямоугольного волновода, и электромагнитно связанные с резонатором 2 отверстиями связи, выполненными в стенках отрезка 1 прямоугольного волновода и резонатора 2, с целью упрощения настройки введены аксиальный резонатору 2 тонкостенный цилиндр 3, установленный с возможностью вращения и с окнами связи 4, которые соосны отверстиям связи в отрезке 1 прямоугольного волновода и резонатора 2, а также установленные между диодами 5 диэлектрическая пластина

6, шлейф 7 в Е-плоскости отрезка 1 прямоугольного волновода, индуктивные штыри 8 и емкостные винты 9. 1 ил. решетку из металлических штырей с подключенными к ним диодами, при этом каждый штырь и стержень возбуждающей решетки разделены диэлектрическим слоем, расположенным в плоскостях продольного сечения волновода (2).

Известен сумматор мощности, описанный в (3). Данный сумматор мощности содержит отрезок прямоугольного волновода, в котором между его широкими стенками размещены и пар полупроводниковых генераторных диодов, а дополнительный генераторный диод размещен между широкими стенками цилиндрического резонатора.

Внутри и коаксиально со свернутым в коль1760625 цо отрезком прямоугольного волновода размещен высокодобротный цилиндрический резонатор, с которым электромагнитно через отверстия в общей стенке связаны полупроводниковые генераторные диоды.

Основным общим недостатком данных сумматоров мощности является недостаточно высокая величина рабочей выходной мощности.

Наиболее близким к данному изобретению является генератор СВЧ, описанный в (4)..

Данное устройство содержит волновод большего сечения, который размещен вдоль волновода меньшего сечения по винтовой линии, имеющей средний диаметр, равный половине длины волны в коаксиальной линии на основной частоте генерации, и шаг, кратный длине волны в волноводе меньшего сечения на удвоенной частоте генерации, а каждая коаксиальная линия включена в волновод большего сечения в трех точках через его узкие и широкую стенки, причем расстояние между точками включения кратно длине в нем на основной частоте генерации.

Недостатком известного устройства является трудность настройки и недостаточно высокая величина выходной СВЧ мощности, Цель изобретения — упрощение настройки сумматора мощности.

Указанная цель достигается тем, что в данный сумматор мощности между отрезком прямоугольного волновода и резонатором, аксиально с ним, установлен с возможностью вращения вокруг продольной оси цилиндр, в котором выполнены отверстия, соответствующие отверстиям в стенках резонатора, а между генераторными диодами, каскадно им„внутри отрезка прямоугольного волновода установлены управляемые фазовращатели, которые выполнены в виде диэлектрической пластины, установленной с возможностью перемещения перпендикулярно широкой стенке отрезка прямоугольного волновода, каскадно которой размещены в разных углах отрезка прямоугольного волновода два индуктивных штыря и два емкостных винта между ними, а между диэлектрической пластиной и емкостными винтами в Е-плоскости отрезка прямоугольного волновода включен шлейф регулируемой длины.

На чертеже схематически показан сумматор мощности в продольном разрезе.

Сумматор мощности содержит отрезок

1 прямоугольного волновода, который изогнут по пространственной винтовой линии и установлен коаксиально с высокодоброт5

55 ным перестраиваемым по частоте цилиндрическим резонатором 2.

В промежутке между резонатором 2 и изогнутым отрезком 1 прямоугольного волновода и коаксиально по отношению к ним находится тонкостенный цилиндр 3 с окнами связи 4, которые находятся соосно с отверстиями связи резонатора 2 и изогнутого отрезка 1 прямоугольного волновода. Цилиндр 3 имеет возможность вращаться относительно резонатора 2 и изогнутого отрезка 1 прямоугольного волновода. В изогнутом отрезке 1 прямоугольного вол новода на расстоянии, кратном половине длины волны находятся полупроводниковые генераторные диоды с ОДП 5. Число окон связи

4 равно числу полупроводниковых генераторных диодов 5. Между соседними полупроводниковыми генераторными диодами 5 вдоль отрезка 1 прямоугольного волновода расположена диэлектрическая пластина 6, которая имеет возможность перемещаться поперек волновода вдоль его широкой стенки, шлейф 7 в Е-плоскости, за которым находятся расположенные по диагонали два индуктивных штыря 8, между которыми находятся два емкостных винта 9, Расстояние между емкостными винтами 9 может, например, быть равным i4/2, где i4 — длина волны в волноводе; 10 — поршень перестройки по частоте резонатора 2, Выход мощности

СВЧ.осуществляется через выходной фланец 11 отрезка 1 прямоугольного волновода.

Сумматор мошности работает следующим образом, При подведении к полупроводниковым генераторным диодам 5 постоянного напряжения, в них возбуждаются колебания СВЧ энергии. Каждый из диодов 5 генерирует колебания СВЧ определенной мощности, Полупроводниковые генераторные диоды 5 размещены на расстоянии, кратном половине длины волны в волноводе. Размещение полупроводниковых генераторных диодов 5 на расстоянии, кратном /2 обуславливает эффективное сложение мощности СВЧ колебаний отдельных полупроводниковых генераторных диодов 5, При таком расстоянии между диодами 5 и учитывая наличие подстроечных элементов 6 — 9 энергия волны СВЧ колебаний от предыдущего диода 5 приходит к месту расположения последующего генераторного диода 5 в фазе, соответствующей фазе волны, возбуждаемой в данном месте диодом 5. Таким образом, каждый последующий диод 5 работает в режиме, соответствующему режиму синхронизации диода внешним сигналом, а син1760625

5 о ные диоды уста ольной оси, генератор янии

СВ 1 энер- продо л волновом расстоя м сигналом будет овленные на полу льного р ру ", полупроОго в отрезке прямоуголь риходящая от предь > 5. один от дру на одном конце, гия, при во а, закороченном н дникового генерат билизи- волновод, является выходом вод тся внешним ста ил и конец которого я

Резонатор 2 является

Ффектив ругои ато ом, Для более э е мматора мощности, и

ыс езогии CB× олебаний су во атор- ныедиоды электром ы с во никовых генератоотдельных полупровод нение и под- натором а и ямоугольного волновоов 5 необходимо изменение ом с я тем, помощи 10 да и резонато, и и стр ествляется при пом с целью. упрощения еэоди иодов 5. Это осуще астины и шл

6 лейфа в что, с м и ямоугольн ного волновода и ре диэл ектрическои пл оптимального размзме- отрез ко р м аксиально с ним установлен с возЕ- оскости 7. Выбор о

-пл ествляется и утем натором ю в ащения в округ продольнои тносительного взаи а отвер ерстия связи 4 осущ имного ПОо- мож ность р лин, в кот котором выполоси введенныи ци др, смещения и отн б зирующе- 15 оси оответствующие о р ворота цилиндриче

3 и отрезка нень ах езонатора, а ме ду ж н др ка но им го резонатор обеспечива ается устойчиаторными и диодами каск д волновода 1. Этим

5 при не- генер ямоугольного волн д ово а вая синхронизац ия всех диодов ии добро ос вну р н т и отрезка прям

ые азначительном уменьшении до го езонатора 2. в ащатели, которые вып ленной стабилизирующег р одов могут зо р ластины, установл

В качестве re p не аторных ди лект ическои пл иканна, лави ьюпе ем быть использ . а, ави ь сваны диоды а, ави ещения пе.пенд с возможностью ем ши окой стенки отрезка и ямоугольпр олетные диоды и т.д. анного сумм ас адно котор

Использование д ить повышенн ую 25 ного в волновода, к в азных угл ах отрезка прямои позволяет получ размещены р ктивных штыСВЧ олебан олновода два индук выходную щ у емкостных винта между ними, а чно высокой стабильно ря и два емк и пластиной и емкостаточ об етения иэлектрической пл

Формула изо р ти, содержащии лно - и Е- оскости отрезка пряС мматор мощнос лново- ЗО стными и винтами в -пло а включен шлеиф ум отрезок пря р рямоугольного волно моу гол льного волновода емой длины. р у нной вокруг резонатора вдоль закрученной вок а в оль

УУ l

1 7