Генератор сверхвысоких частот

 

1. ГЕНЕРАТОР СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ, содержащий полупроводниковый диод, размещенньй внутри образованного первым и вторым зеркалами отйрыто го резонатора, о тличающий-. с я тем, что, с целью .упрощения настройки и расширения диапазона рабочих частот, первое зеркало выполнено в виде двух сооснр расположенных проводников цилиндрической формы, присоединенных к торцам цилиндрического диэлектрического резонатора , внутри которого с возможностью продольного перемещения установлен на металлических штифтах полупроводниковьй диод, при этом первое зеркало размещено внутри тела вращения , образованного вторым зеркалом .

СОЮЗ СОВЕтСНИХ социАлистичесних

РЕС0У БЛИН (19) (11) 1) 4 .Н 03 В 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.! (21) 2833875/18-09 (22) 31. 10. 79 (46) 23. 05. 86. Бюл. 9 19 (71) Ордена Трудового Красного.Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (72) В.Е.Любченко, Е.И.Нефедов и И.И.Российский (53) 621.373(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 360896, кл. Н 04 В 9/12, 1962.

Авторское свидетельство СССР

9 736088, кл. Н 03 В 9/12, 1977. (54)(57) 1. ГЕНЕРАТОР СВЕРХВЫСОКИХ

ЧАСТОТ, содержащий полупроводниковый диод, размещенный внутри образованного первым и вторым зеркалами отКрытого резонатора, о т л и ч а ю щ и и - . с я тем, что, с целью .упрощения настройки и расширения диапазона рабочих частот, первое зеркало выполнено в виде двух соосно расположенных проводников цилиндрической формы, присоединенных к торцам цилиндрического диэлектрического резонатора, внутри которого с возмож.-ностью продольного перемещения установлен на металлических штифтах полупроводниковый диод, при этом первое зеркало размещено внутри тела вращения, образованного вторым зеркалом. ф

895263 тли2. Генератор по п.1, о ч а ю шийся тем, что зеркало выполнено в форме ного конуса, ось которого первое усеченсов падает

1 с продольной осью второго зеркала, и установлено с возможностью продольного перемещения относительно второго зеркала.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для генерирования колебаний миллиметрового и субмнллиметрового диапазонов.

Известны генераторы сверхвысоко- 5 частотных (СВЧ) колебаний на полупроводниковых активных элементах (диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды (ЛПД) успешно работающие в диапазо1О не сантиметровых волн и в длинноволновой части миллиметрового диапазона.

Конструктивно они выполняются обыч .но с использованием волнового или ко.аксиального резонаторов.

Однако по иере уменьшения рабочей

15 длины волны и перехода s коротковолновую часть миллиметрового диапазона и субмиллиметрового диапазона параметры генераторов резко ухудшаются из-за уменьшения добротности резонаторов и трудности согласования их с полупроводниковыми элементами, сопротивление хоторых составляет обыч но 1-2 Ом.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор сверхвысоких частот, содержащий полупроводниковый . диод, размещенный внутри образованного первым и вторым зеркалами откры того резонатора. 30

Однако известный .генератор имеет . сложную настройку и недостаточный диапазон рабочих частот..

Цель изобретения - упрощение настройки и расширение диапазона рабочих частот.

Для этого в .генератора сверхвысоких частот, содержащем полупроводниковый диод, размещенный внутри образованного первым и вторым зеркалами открытого резонатора, первое зеркало выполнено в виде двух соосно расположенных проводников цилиндрической формы, присоединенных к торцам диэлектрического. резонатора, внутри которого с возможностью продольного перемеК.(gj . = g 2К = 27и/ а; где где (- диэлектрическая проницаемость стенок диэлектрического резонатора 4, щения установлен на металлическихштифтах полупроводниковый диод, при этом первое зеркало размещено внутри тела вращения, образованного вторым зеркалом, кроме того, первое зеркало выполнено в форме усеченного конуса, ось которого совпадает с продольной осью второго зеркала и установлено с возможностью продольного перемещения относительно второго зеркала.

На фиг.1 изображен предлагаемый генератор первый вариант; на фиг.2то же, второй вариант.

Генератор сверхвысоких частот содержит полупроводниковый диод 1, первое и второе зеркала 2 и 3, цилиндрический диэлектрический резонатор 4, штифты 5 и диэлектрические шайбы 6.

Устройство работает следующим образом. Под действием приложенного к полупроводниковому диоду 1 внешнего постоянного напряжения в нем возникают колебания с длиной волны A, которые возбуждают через диэлектрическую стенку, являющуюся одновременно распределенным элементом связи между высокодобротной областью С и низкодоб,ротной областью А диэлектрического резонатора 4, всю связанную резонансную систему, включающую еще, кроме диэлектрического резонатора 4, коаксиальный открытый резонатор, образованный первым и вторым зеркалами 2 и 3, работающую .на колебаниях шепчущей галереи, возникающих за счет влияния полного внутреннего отражения на границе областей В и С. радиус ради ального диэлектрического резонатора 4 выбран равным {2-4) 9,, а длина образующей из условия

3 895263

g 1 2,..., где Q — число полу- ки волн, укладывающихся íà рас- е стоянии L (с учетом диэлек- л ,трического заполнения); д

)P Jcc 1, 5 т

Частота излучения генератора колебаний при этом определяется из соот-. ношения

10 где К, 2в/9, Я - длина волны полупроводникового диода 1;

Г - радиус кривизны первого зер- 15 а кала 2;

< = 3,2, °... число полуволн, укладывающихся на расстоянии между зеркалами 2 и 3„ п-12 20

Генератор колебаний работает на электрических типах колебаний Е „ где hl — азимутальный, g — радиальный, p - продольный индексы колебаний; Для того, чтобы генератор рабо- 25 тал на магнитйых типах колебаний

Н у которых продольный индекс

ineP

:есть единица, на внешнюю часть диэлектрического резонатора 4 и диэлектрических шайб 6 наносят наклонную щ металлическую решетку — преобразователь поляризаций. Число щелей решет4 определяется азимутальным значеним индекса п колебаний. Н„„. Наибоее удобным типом колебаний по проольному индексу. р является низший ип р =1.

Для дополнительной перестройки астоты генератора СВЧ колебаний втоое зеркало 3, диэлектрический резонатор 4, диэлектрические шайбы 6 вы- . полнены коническими и весь блок, со держащий второе зеркало 3, полупро-. водниковый диод t, штифты 5, диэлектрический резонатор 4 и диэлектрические шайбы 6, выполнен подвижным относительно продольной оси генератора.

За счет внутренней полости А диэлектрического резонатора 4 осуществляется согласование малого сопротивления полупроводникового диода 3 со всей высокодобротной резонансной системой, что способствует повышению коэффициента полезного действия генератора.

Подстройка частоты генератора осуществляется за счет подвижных штифтов 5, закрепленных в диэлектрическйх

1шайбах 6. Мощность из генератора мо жет быть выведена через отверстие в первом зеркале 2 либо дифракционным способом за счет излучения энергии через край зеркала 2.