Учетверитель частоты
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к радиоэлектронике . Обеспечивается снижение уровня паразитных гармонических составляющих и расширение полосы рабочих частот. СВЧ-колебание поступает в отрезок прямоугольного волновода (ОПВ) 1, в плоскости поперечного сечения которого установлен возбуждающий штырь (ВШ) 2. К узким стенкам ОПВ 1 примыкают щирокие стенки соответствующих короткозамкнутых с одного конца ОПВ 9, 10. Другие концы ОПВ 9, 10 через сумматор мощности, выполненный в виде волноводного Е-тройника 13 соединены с отрезком выходной линии 14. К ВШ 2 с двух сторон присоединены одними концами металлические стержни 3, 5, установленные в соответствующих отверстиях 7, 8 в совмещенных стенках ОПВ 1, 9, 10. Другие концы металлических стержней 3, 5 подключены к умножительным диодам (УД) 4, 6, установленных на широких стенках ОПВ 9, 10. Концы ВШ 2 подключены через УД II, 12 к противоположным широким стенкам ОПВ 1. В ВШ 2 возбуждается переменное колебание , в результате чего в УД 11, 12 появляются высшие гармоники напряжения. Т. к. УД 11, 12 включены встречно-последовательно , то в металлических стержнях 3, 5 текут токи только четных гармоник входного колебания. УД 4, 6 возбуждаются колебаниями тока с частотой . Колебания , возбуждаемые в УД 4, 6 нечетными гармониками, синфазны, а четными гармониками - противофазны. Поэтому колебания противофазных четных гармоник в волноводном Е-тройнике 13 складываются и поступают в отрезок выходной линии, где колебание 4Гвх отфильтровывается. Колебания нечетных гармоник не проходят в отрезок выходной линии. 2 ил. (б СП N9 СП О) со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 В 1900
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3503059/24-09 (22) 19.10.82 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Московский ордена Ленина и ордена
Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В. Н. Шкаликов (53) 621.373 (088.8) (56) 1. Патент Англии № 1113454, кл. Н 03 В 19/00, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР № 807475, кл. Н 03 В 19/00, 1978. (54) УЧЕТВЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике. Обеспечивается снижение уровня паразитных гармонических составляющих и расширение полосы рабочих частот. СВЧ-колебание поступает в отрезок прямоугольного волновода (ОПВ) 1, в плоскости поперечного сечения которого установлен возбуждающий штырь (ВШ) 2. К узким стенкам ОПВ I примыкают широкие стенки соответствующих короткозамкнутых с одного конца ОПВ 9, 10. Другие концы ОПВ 9, 10 через сумматор мощности, выполненный в виде волноводного Е-тройника 13 соединены с от„„SU„„1256130 А1 резком выходной линии 14. К ВШ 2 с двух сторон присоединены одними концами металлические стержни 3, 5, установленные в соответствующих отверстиях 7, 8 в совмешенных стенках ОПВ 1, 9, 10. Другие концы металлических стержней 3, 5 подключены к умножительным диодам (УД) 4, 6, установленных на широких стенках ОПВ 9, 10.
Концы ВШ 2 подключены через УД 11, 12 к противоположным широким стенкам ОПВ 1.
В ВШ 2 возбуждается переменное колебание, в результате чего в УД 11, 12 появляются высшие гармоники напряжения.
Т. к. УД 11, 12 включены встречно-последовательно, то в металлических стержнях
3, 5 текут токи только четных гармоник входного колебания. УД 4, 6 возбуждаются колебаниями тока с частотой 2f. Колебания, возбуждаемые в УД 4, 6 нечетными гармониками, синфазны, а четными гармониками — противофазны. Поэтому колебания противофазных четных гармоник в волноводном E-тройнике 13 складываются и поступают в отрезок выходной линии, где колебание 4f. отфильтровывается. Колебания нечетных гармоник не проходят в отрезок выходной линии. 2 ил.
1256130
50
Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для использования в передающих радиотехнических системах.
Известен умножитель частоты, содержащий два умножительных диода (1).
Однако известный умножитель обладает большим уровнем гармонических составляющих.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является учетверитель частоты, содержащий отрезок входной линии и два короткозамкнутых с одного конца отрезка прямоугольного волновода, на широких стенках которых закреплены первый и второй умножительные диоды, причем два короткозамкнутых с одного конца отрезка прямоугольного волновода соединены другими концами с отрезком выходной линии через сумматор мощности (2).
Однако известный учетверитель частоты обладает большим уровнем соседних гармонических составляющих и не позволяет получить большие рабочие полосы частот.
Цель изобретения — снижение уровня паразитных гармонических составляющих и расширение полосы рабочих частот.
Поставленная цель достигается тем, что в учетверителе частоты, содержащем отрезок входной линии и два короткозамкнутых с одного конца отрезка прямоугольного волновода, на широких стенках которых закреплены первый и второй умножительные диоды, причем два короткозамкнутых с одного конца отрезка прямоугольного волновода соединены другими концами с отрезком выходной линии через сумматор мощности, отрезок входной линии выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, в плоскости поперечного сечения которого установлен возбуждающий штырь, концами соединенный с одноименными электродами введенных третьего и четвертого умножительных диодов и через них — с широкими стенками отрезка прямоугольного волновода, каждая из узких стенок которого совмещена с одной из широких стенок соответствующего короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода, при этом в узких стенках входного отрезка прямоугольного волновода и соответственно в совмещенных с ними широких стенках короткозамкнутых с одного конца отрезков прямоугольного волновода выполнены отверстия, центры которых лежат в плоскости поперечного сечения отрезка прямоугольного волновода, проходящей через ось возбуждающего штыря, в которых с зазором установлены металлические стержни, соединенные одними концами с возбуждающим стержнем, а другими — с разноименными электродами первого и второго умножительных диодов, причем сумматор мощности выполнен в виде волноводного Е-тройника.
На фиг. 1 показан учетверитель частоты; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.
Учетверитель частоты содержит отрезок прямоугольного волновода 1, возбуждающий штырь 2, металлический стержень 3, первый умножительный диод 4, металлический стержень 5, второй умножительный диод 6, отверстия 7 и 8, короткозамкнутые с одного конца отрезки 9 и 10 прямоугольного волновода, третий и четвертый умножительные диоды ll и 12, волноводный Е-тройник 13, отрезок выходной линии 14, металлические диски 15 — 17 с диэлектрическими прокладками 18, 19 и 20, проводник 21, металлический диск 22, диэлектрическую прокладку 23, проводник 24 и зазор 25.
Учетверитель частоты работает следующим образом.
В отрезок прямоугольного волновода I вводится сверхвысокочастотное колебание на частоте 1-, а к металлическим дискам 15 — 17 и 22 подводятся постоянные напряжения соответствующей полярности и величины, обеспечивающие максимальный уровень генерируемой гармоники. При этом в возбуждающем штыре 2 возбуждается переменное колебание тока с частотой f- этот ток обуславливает появление на третьем 11 и четвертом 12 умножительных диодах высших гармоник напряжения. Так как умножительные диоды 11 и 12 включены встречнопоследовательно, то по металлическим стержням 3 и 5 текут токи только четных гармоник входного колебания, т. е. колебания тока с частотами 2f, 41,„и т.д. Первый и второй умножительные диоды 4 и
6 возбуждаются колебаниями тока с частотой 2f,, при этом в короткозамкнутых с одного конца отрезка 9 и 10 прямоугольного волновода возбуждаются колебания, частоты которых 2 К f», где К=
=1, 2, 3... Поскольку в короткозамкнутом с одного конца отрезке прямоугольного волновода 9 первый умножительный диод 4 на свободной широкой спинке установлен своим катодом, а в короткозамкнутом с одного конца отрезке прямоугольного волновода 10 второй умножительный диод 6 установлен своим анодом, то при полной симметрии устройства возбуждаемые в них колебания нечетных гармоник (К вЂ” нечетное) синфазны, а четных гармоник (К вЂ” четное) противофазны. Поэтому колебания нечетных гармоник интерферируют в волноводном Е-тройнике и не поступают в отрезок выходной линии 14, а противофазные колебания четных гармоник с частотами
4 fBx 81» H T. fl,. B волноводном E- TpoH. нике синфазно складываются и поступают в отрезок выходной линии 14, где колебание частоты 4f » отфильтровывается.
Благодаря введенным отличительным конструктивным признакам достигается значительное разрежение спектра частот выходных колебаний. При полной симметрии
1256130
Формула изобретения
A-А
2Я
5
70 юг. 2
Составитель В. Васильев
Редактор Н. Марголина Техред И. Верес Корректор М. Дем чи к
Заказ 4833/54 Тираж 816 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 схемы в спектре выходного колебания вместе с полезной четвертой гармоникой входной частоты присутствует только восьмая высшая гармоника, уровень которой значительно слабее, чем уровень полезной гармоники. Разрешение спектра позволяет реализовать в предлагаемом устройстве значительно большие рабочие полосы частот.
В предлагаемом устройстве дважды осуществляется умножение в два раза. Поскольку умножение в два раза значительно эффективнее, чем в четыре, то по сравнению с известным предлагаемое устройство характеризуется также повышенным значением коэффициента преобразования, определяемым как отношение выходной мощности к входной.
По сравнению с известным предлагаемое устройство характеризуется увеличенным уровнем выходной мощности, сниженным уровнем паразитных гармонических составляющих и расширенной полосой рабочих частот, а также увеличенными значениями коэффициента преобразования и уровня выходной мощности.
Учетверитель частоты, содержащий отрезок линии и два короткозамкнутых с одного конца отрезка прямоугольного волновода, на широких стенках которых закреплены первый и второй умножительные диоды, причем два короткозамкнутых с одного конца отрезка прямоугольного волновода соединены другими концами с отрезком выходной линии через сумматор мощности, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня паразитных гармонических составляющих и расширения полосы рабочих частот, в нем отрезок входной линии выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, в плоскости поперечного сечения которого установлен возбуждающий штырь, концами соединенный с одноименными электродами введенных третьего и четвертого умножительных диодов и через них — с широкими стенками отрезка прямоугольного волновода, каждая из узких стенок которого совмещена с одной из широких стенок соответствующего короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода, при этом в узких стенках входного отрезка прямоугольного волновода и соответственно в совмещенных с ними широких стенках короткозамкнутых с одного конца отрезков прямоугольного волновода выполнены отверстия, центры которых лежат в плоскости поперечного сечения отрезка прямоугольного волновода, проходящей через ось возбуждающего штыря, в которых с зазором установлены металлические стержни, соединенные одними концами с возбуждающим стержнем, а другими — с разноименными электродами первого и второго умножительных диодов, причем сумматор мощности выполнен в виде волноводного Е-тройника.