Регенеративный преобразователь частоты

 

2444I5

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21а, 6/02

Заявлено 05.11.1968 (№ 1214797/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Ч.1969. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 23.Х.1969

МПК Н 031т

С ДК 621.314.26(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Н. А. Павлов

Заявитель

РЕГЕН ЕРАТИ В Н Ы Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Известны преобразователи частоты на вариаторах с накоплением заряда в рабочей полосе частот, входящих в состав умножителя частоты гетеродина и размещенных в объемном резонаторе. Известны также регенеративные преобразователи частоты на туннельных диодах. .В преобразователях с нелинейной емкостью:высокую эффективность преобразования удается получить лишь при небольших порядках умножения (2 — 3). В связи с этим для случаев умножения частоты высокого порядка (50 — 100) возникает необходимость соединения в цепочку нескольких умножителей низкого порядка, что удорожает конструкцию и усложняет настройку.

Использование диодов с накоплением заряда для целей умножения частоты с высокой кратностью дает лучшие результаты. Однако у этих диодов для возбуждения импульсов обратного тона, имеющего крутой задний фронт, требуется работа с отсечкой, которой сопутствует импульс прямого тока, ухудшающий спектральный состав тока и шунтирующий выходной контур.

Предлагаемое устройство отличается тем, что объемный резонатор снабжен дополнительной камерой с размещенным в ней полупроводниковым диодом без накопления заряда .в рабочей полосе частот. Диод включает параллельно по постоянному току и встречно по переменному. Сигнал гетеродина подается на эти диоды через возбудитель, например, Т-образный, смещаемый в процессе регулирования вдоль оси камер для компенсации различия по крутизне характеристик используемых диодов.

Это позволяет формировать короткие относительно периода входной частоты импульсы

10 тока для возбуждения контура на собственной частоте, что повышает к. п. д. преобразователя и обеспечивает допустимый порядок умножения, а также расширяет частотный предел используемых диодов.

15 На фиг. 1 изображено схематически предлагаемое устройство; на фиг. 2 — умножительный каскад; на фиг. 3 — формы тока диодов; на фиг. 4 — их динамическая вольтамперная характеристика.

20 Устройство содержит резонатор 1 с настроечными элементами 2 и помещенными на нем соосно коаксиальными камерами 8, в одной из которых помещен диод 4 с накоплением заряда, а в другой — диод 5, у которого в ра25 бочей полосе частот это явление не выражено или выражено слабо.

В камерах 3 имеются настроечные поршни б. На резисторе помещен также сигнальный волновод 7, на котором установлена детектор3Q ная камера 8 cD смесительным диодом 9.

244415

Коаксиально-волноводный переход 10 соединяется со смесительным,диодом и образует контакт 11 выхода промежуточной частоты.

Диоды 4 и 5 соединяются с Т-образным возбудителем 12, к которому через элементы 18 и 14 контура входной частоты подводится сигнал гетеродина 15, а через дроссель 1б — напряжение постоянного смещения от источника 17. Позицией 18 на чертеже обозначена блокировочная емкость в цепи смещения.

Работает устройство следующим образом.

Напряжение гетеродина 15 подается на диоды 4 и 5 через Т-образный возбудитель 12.

Возбуждаемые при этом импульсы тока диодов а и б на секциях возбудителя 12 направлены встречно. В связи с тем, что диоды 4 и

5 подбираются так, что один из них обладает способностью накапливать заряд в рабочей полосе частот, а у. второго это явление не выражено или выражено слабо, то при этом компенсируется лишь положительный (или также частично отрицательный) импульс.

Поскольку крутизна характеристик диодов

4 и 5 может быть различной, Tp,âîçáóäèòåëü

12 сконструирован так, что OH может смещаться вдоль оси камер 8. При этом изменя ется соотношение длин секций возбудителя (смещенное положение возбудителя показано на фиг. 1 и 2 пунктиром. Этому положению соответствуют секции в и г), что позволяет более точно регулировать степень компенсации, Если в качестве выходного контура используется резонатор другого типа, то конструкция возбудителя также может быть иной.

Однако и в этом случае возбудитель должен конструироваться так, чтобы обеспечивалась компенсация положительного импульса тока варактора и имелась возможность регулировки степени компенсации.

Дополнительное преимущество предлагаемого преобразователя частоты заключается в следующем:

В СВЧ-преобразователях для приема слабых сигналов при повышенных требованиях к к. п. д. системы часто используются регенеративные смесители на туннельных диодах.

Однако существующие туннельные диоды в миллиметровом и верхней области частот сантиметрового диапазонов имеют низкие характеристики преобразования.

В предлагаемом преобразователе, который может, в частности, быть использован для указанных выше диапазонов в качестве смесителя, лрименены обычные, предназначенные для этих диапазонов малошумящие преобразовательные диоды, не имеющие на статистической .вольтамперной характеристике участка с отрицательным сопротивлением. Регенера5

15 г0

Зо

35 ция смесителя в этом случае осуществляется за счет внесенного отрицательного импеданца умножительной ступени.

Настройка такого режима осуществляется регулированием выходного уровня гетеродина, связью,гетеродина с умножительной ступенью и настройкой входного контура умножителя или выходного контура гетеродина.

В связи с тем, что влияние одних факторов в процессе настройки может,компенсировать действие других, удо бно производить настройку преобразователя, контролируя форму динамической вольтамперной характеристики умножительной ступени. Для этого цепь постоянного смещения диодов включается на характериограф, после чего регулируют, перечисленные элементы так, чтобы на динамической вольтамперной характеристике образовалась область с отрицательным сопротивлением, а линия рабочих режимов, примыкающая к этой области, не имела разрывов.

Возможная форма характеристики показана на фиг. 4, где А — прямая ветвь .вольтамперной характеристики диодов;  — область с отрицательным сопротивлением; С вЂ” линия рабочих режимов и D — точка оптимальной настрой,ки.

Степень регенерации смесительного диода регулируется связью этого диода с выходным контуром умножителя. Изменением напряжения источника смещения на линии С находится точка смещения, соответствующая наибольшему коэффициенту преобразования при минимальном уровне .шума.

Предмет изобретения

Регенеративный преобразователь частоты, содержащий объемный резонатор с камерой для варакторного диода с накоплением заряда в рабочей полосе частот, входящего в состав умножителя частоты гетеродина, и смесительный диод, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. преобразователя и допустимого порядка умножения частоты, а также расширения частотного предела используемых полупроводниковых диодов, объемный резонатор снабжен дополнительной камерой с размещенным в ней полупроводниковым диодом без накопления заряда в рабочей полосе частот, который включен с упомянутым варакторным диодом параллельно по постоянному току и встречно по .переменному току, а сигнал гетеродина подан на эти диоды через возбудитель, например Т-о бразный, смещаемый в процессе регулирования вдоль оси камер для компенсации различия по крутизне характеристик используемых диодов.

244415

Составитель В. Афонин

Техред Л. Я. Левина Корректор В, И. Жолудева

Редактор В. Кузнецов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2505j3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4