Генератор электрических колебаний

 

Союз Советских

Социапистическкх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii>843156 (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 100578 (21) 2620352/18-09 (5!)М. Кл з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 03 В 7/14

Государственный комитет

ССС P по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 385. 6 (088.8) Опубликовано 300681. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 300681 университет игл. В. Капсукаса (54) ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к генерированию

I электрических колебаний, и может быть использовано в радиоизмерительной-технике, в оптических системах связи, в радиолокации и т.д.

Известен генератор сверхвысокочастотных колебаний, содержащий полупроводникбвый диод, включен— ный в низкодобротный резонатор, связанный с внешним стабилизирующим резонатором, и источники пита г>ия, подсоединенный к диоду (1).

Наиболее близкий-к предлагаемому генератор импульсов содержит последовательно соединенные TRAPATTдиод и конденсатор, включенные между отрезками линии передачи, один из которых короткозамкнутый, а ступенчатый конец другого через трансформатор подключен к нагрузке, при этом параллельно конденсатору под соединен источник питания (2). .Недостаткогл.известных генераторов является малый коэффициент rioлезного действия, а также большая продолжительность переходных процессов в диоде и малая стабильность запуска генератора.

Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия генератора.

Указанная цель достигается тем, г .|то в генераторе, содержащем TRAPATTдиод, включенный в отрезок линии передачи, ступенчатый конец которой подключен к нагрузке, и источник

10 питания, подключенный к TRAPATT-диоду, последовательно с TRAPATT-диодом вкл>очен полупроводниковый лазер, светоизлучающая часть которого соединена световодом с эмиттерной областью

ТКАРАТТ-диода.

На чертеже показана функциональная схема генератора.

Генератор содер>кит полупроводниковый ТВАРАТТ-диод 1, последовательно с ним включен полупроводниковый

20 лазер 2, указанные элементы 1 и 2 под ключены к отрезку 3 линии передачи.

Светоизлучающая часть лазера 2 соединена с э>литтерной областью TRAPATTдиода 1 световодом 4. Ступенчатый конец 5 отреза 3 линии .передачи через согласующий трансформатор 6 подсоединен к нагрузке 7. Параллельно TRAPATT-диоду 1 и лазеру 2 через резистор 8 и низкочастотный фиЗц льтр, включающий катуш:<у 9 индук84 3156 тивности и конденсатор 10, подключен источник 11 питания.

Генератор работает следующим образогл.

При включении источника 11 постоянного напряжения, напряжение через резистор 8 и низкочастотный фильтр, состоящий из катушки 9 йндуктивности 9 и конденсатора 10, подается на последовательно соединенные TRAPATT-диод 1 и лазер 2, вследствие этого начинается генерация нарастающих по амплитуде импульсов напря><ения íà TRAPATTдиоде 1 и тока, протекающего через TRAPATT-диод 1 и лазер 2. В качестве полупроводникового лазера может быть использован, например, инжекционный лазер с пороговым зна-. чением тока в несколько раз меньше максимального тока, протекающего через Т,RAPATT-диод.

Импульс напряжения распространяется к ступенчатому концу 5 отрезка

3 линии передачи и по согласуг>щему трансформатору 6 частично.проходит в нагрузку 7, а частично отражаясь возвращается в противоположной фазе к TRAPATT-диоду 1.

В момент достижения током порогового значения тока лазера 2 лазер начинает генерировать световой по-, ток. Благодаря задерх<ке, определяе. глой длиной световода 4, световой поток достигает эмиттерной области TRAPATT-диода 1 в момент прихода электрического импульса, отра><енного от ступенчатого конца 5 линии 3 передачи. Проникнув в область р-п перехода TRAPATT-диода световой поток генерирует дополнительные носители заряда, что облегчает образование плазмы в .TRAPATT-диоде 1. В тот же момент начинается генерация очередного импульса тока, а тем самым и генерация нового светового импульса лазера 2.

Образование плазмы в TRAPATTдиоде 1 достигается посредством создания на нем перенапряжений.

При этом максиглальное рабочее напряжение превышает его пробивное напря><ение. Причем меньшему значению перенапряжение соответствует меньшее количество заряда плазмы.

В предлагаемогл устройстве значительная доля заряда создается за счет оптической генерации свободных носителей. Поэтому для образования одного и того же количества плазмы при освещении TRAPATT-диода требуется. меньшее перенапряжение.

Это позволяет уменьшить величину иглпульса напряжения, отраженного оТ ступенчатого конца 5 линии 3 передачи. Энергия, поступающая в нагрузку при этих условиях, уве-, личивается. Потери высокочастотной мощности за счет лазера незначительны, поскольку его сопротивление в отКрытом состоянии мало. К тому же часть затраченной энергии в виде световой энергии ,возвращается обратно через TRAPATT диод.

Величина среднего тока TRAPATTдиода задается источником 11 посто15 янного напряжения. Поэтому уменьше ние среднего напряжения íà TRAPATT диоде 1 за счет снижения величины перенапряжения означает уменьшение мощности, потребляемой от

Щ источника питания, т.е. повышается коэффициент полезного действия генератора.

Уменьшение величины перенапряжения на ТКАРАП -диоде сокращает про25 долж>лтельность переходных процессов и повь>шает стабильность запуска генератора. Введение оптической обратной связи исключает надобность в корот козамкнутом отрезке линии передачи, что уменьшает габаритные размеры генератора.

Предлагаемый генератор может быть использован в качестве генератора световых импульсов со сверхвысокой частотой следования.

Формула изобретения

40 Генератор электрических колебаний содержащий TRAPATT-диод, включенный в отрезок линии передачи, ступенчатый конец которой подключен к нагрузке, и источник питания, под45 ключенный к TRAPATT-диоду, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия генератора, последовательно с TRAPATT-диодом включен полупроводниковый лазер, светоизлучающая часть которого соединена световодом с эг|иттерной областью TRAPATT-диода.

Источники ин<г>ормации принятые во внимание при экспертизе

55 1. Авторское свидетельство СССР

Р 486451, кл. Н 03 В 5/36, 1974.

2. "IEEEJ So lid State Circuits", 1973, ч. 8, Р 1, I>.63-66 (прототип1 .

843156

Составитель И. Федотов

Редактор М. Лысогорова Техред Т,Маточка Корректор Н.Бабинец

Заказ 5159/78 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4