CS242410B1

CS242410B1 - Frequency multiplier for centimeter and millimeter bands

Info

Publication number: CS242410B1
Application number: CS844513A
Authority: CS
Inventors: Jiri Otypka
Original assignee: Jiri Otypka
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS451384A1

Abstract

Předmětem vynálezu je násobič kmitočtu pro centimetrová a milimetrová pásma, u něhož je, mžiková dioda £ umístěna napříč vlnovodem jehož šířka je menší než je polovina vlnové délky výstupního signálu. Mřížková dioda 5 je navázána na výstup, kterým může být standartní vlnovod, přechod na standartní vlnovod či přechod na mikropásmové vedení, prostřednictvím dvou či více ladicích šroubů 4. Jeden konec diody 5 je pevně spojen s širší stěnou vlnovodu, druhý je připojen na střední vodič 6 krátkého úseku nízkoimpedančního koaxiálního vedení, tvořeného dále vnějším pláštěm £ a dielektrikem 8. Středním vodičem se přivádí na diodu vstupní signál a předpětí a omezuje se pronikání výstupního signálu do vstupního obvodu. K snadnému nastavení vstupního obvodu je kondenzátor 14 připojen jedním svým koncem na pomocnou, snadno vyjímatelnou zemnicí desku 16. Výhodou násobiče kmitočtu podle vynalezu je, že jeho rozměty jsou při srovnatelných parametrech jako výstupní kmitočet, stupen násobení a potlačení nežádoucích harmonických na výstupu menší než rozměry násobičů konstruovaných na základě známých řešeni.The subject of the invention is a frequency multiplier for centimeter and millimeter bands, in which the flash diode £ is placed across a waveguide whose width is less than half the wavelength of the output signal. The grating diode 5 is connected to the output, which can be a standard waveguide, a transition to a standard waveguide or a transition to a microwave line, by means of two or more tuning screws 4. One end of the diode 5 is firmly connected to the wider wall of the waveguide, the other is connected to the central conductor 6 of a short section of low-impedance coaxial line, which is further formed by the outer jacket £ and dielectric 8. The input signal and bias voltage are fed to the diode through the central conductor and the penetration of the output signal into the input circuit is limited. For easy adjustment of the input circuit, the capacitor 14 is connected at one end to an auxiliary, easily removable ground plate 16. The advantage of the frequency multiplier according to the invention is that its ranges are smaller with comparable parameters such as output frequency, degree of multiplication and suppression of unwanted harmonics at the output than the dimensions of multipliers constructed on the basis of known solutions.

Description

Vynález ae týká násobiče kmitočtu pro centimetrová a milimetrová pásma.The invention relates to a frequency multiplier for centimeter and millimeter bands.

Konstrukce účinných násobičů kmitočtu s vyšším stupněm násobení pro centimetrová pásma vycházejí vesměs ze zapojení, kde mžiková dioda je jedním pólem připojena k zemi a druhým ke střednímu vodiči koaxiálního vedení. Navázání na výstupní rezonanční obvod je provedeno úsekem vedení dlouhým čtvrtinu vlnové délky výstupního kmitočtu. Základ vstupního obvodu je tvořen vysokoomovým úsekem koaxiálního vedení, které navazuje na krátký úsek nízkoimpedančního koaxiálního vedení. Navazující, jak vstupní tak výstupní obvody zaručují potlačení nežádoucích harmonických kmitočtů a potřebné transformace impedancí. Jsou tvořeny ze vstupní strany úseky vedení s nestejnými impedancemi, z výstupní strany jaou tvořeny koaxiálními či vlnovodovými rezonátory.The design of efficient frequency multipliers with a higher degree of multiplication for centimeter bands is based largely on the wiring where the flashing diode is connected to ground with one pole and the other to the central conductor of the coaxial line. Connection to the output resonant circuit is performed by a quarter of the wavelength of the output frequency. The base of the input circuit is formed by a high-impedance coaxial line which is connected to a short section of the low impedance coaxial line. Subsequent input and output circuits ensure the suppression of harmonic frequencies and the necessary impedance transformations. They are formed from the input side by line sections with unequal impedances, from the output side they are formed by coaxial or waveguide resonators.

Z historického hlediska lze říci, že výše uvedený obvod umožnil realizaci dost účinného násobiče s vyšším stupněm násobení na základě návrhu opitajícího se částečně o teoretický a částečně o experimentální popis jednotlivých částí obvodu. Nevýhodou známých řešení násobičů je to, že je neleze realizovat v jednom kroku, což má za následek větší rozsah prací při návrhu a větší rozsah dílenských prací.Historically, the above circuit has made it possible to realize a fairly effective multiplier with a higher degree of multiplication on the basis of a proposal partly based on theoretical and partly experimental description of individual parts of the circuit. A disadvantage of the known multiplier solutions is that they cannot be realized in one step, which results in a larger design range and a larger range of workshop work.

Výše uvedené nevýhody známých řešení násobičů odstraňuje násobič kmitočtu pro centimetrové a milimetrová pásma, sestávajícíThe above-mentioned disadvantages of the known multiplier solutions are eliminated by the frequency multiplier for the centimeter and millimeter bands consisting

242 410242 410

- 2 například ze dvou hlavních těles podle vynálezu, jehož podstatou je, že v jednom, například prvním tělese je provedena drážka vlnovodu, jejíž šířka je menší než polovina vlnové délky vlny příslušného výstupního kmitočtu, v níž jsou napříč umístěny dva nebo více ladicích šroubů, mžiková dioda, jejíž jeden konec je mechanicky spojen s jednou, širší stěnou vlnovodu tvořeného drážkou jednoho z těles a přilehlou rovnou stěnou druhého, zatím co druhý její konec je spojen s jedním koncem středního vodiče koaxiálního vedení, tvořeného dále vnějším pláštěm a dielektrikem, přičemž jeden konec vnějšíhé pláště je vodivě spojen s druhou širší stěnou vlnovodu a jeho druhý konec je spojen s dnem komůrky, vytvořené v prvním tělese, přičemž k druhému konci střed ního vodiče je připojen odpor, jehož druhý konec je připojen k zemnicí desce, vodivě sppjené s dnem komůrky případně přímo ke stěně komůrky, dále je k druhému konci středního vodiče připojen první kondensátor v sérii s nejméně jedním indukčním přívodem, k němuž je dále připojen jeden polep druhého kondenzátoru, k němuž je připojen též přívodní vodič pro vstupní signál, zatím co druhý polep druhého kondenzátoru je připojen k zemnicí desce.2, for example, of the two main bodies according to the invention, characterized in that in one, for example, the first body, a waveguide groove is provided whose width is less than half the wavelength of the respective output frequency, in which two or more tuning screws are disposed instantaneous diode, one end of which is mechanically connected to one, wider wall of the waveguide formed by the groove of one of the bodies and an adjacent straight wall of the other, while the other end is connected to one end of the middle conductor of the coaxial line the end of the outer sheath is conductively connected to the second wider wall of the waveguide and its second end is connected to the bottom of the chamber formed in the first body, and a second resistor is connected to the second end of the center conductor; chambers directly a second capacitor in series with at least one induction lead connected to one end of the middle conductor, to which a second capacitor label is connected, to which an input signal conductor is also connected, while the second capacitor label is connected to the ground plate.

Výhody násobiče kmitočtu podle vynálezu spočívají v tom, že jeho rozměry jsou při srovnatelných parametrech jako je výstupní kmitočet, stupeň násobení a potlačení nežádoucích harmonických na výstupu menší než rozměry násobičů konstruovaných na základě známých řešení. Další výhodou je, že ho lze realizovat v jednom kroku. Na rozdíl od známých řešení, která vyžadují experimentování při nastavování násobiče je nastavení násobiče podle vynálezu jednoduché a snadné. Na rozdíl od známých řešení, kde projevy hystereze a výskyt parazitních signálů byly častým jevem, dosahuje se v násobiči podle vynálezu i při relativně vysokéThe advantages of the frequency multiplier according to the invention are that its dimensions are smaller than the dimensions of the multipliers constructed on the basis of known solutions at comparable parameters such as output frequency, degree of multiplication and suppression of unwanted harmonics at the output. Another advantage is that it can be realized in one step. In contrast to known solutions that require experimentation in setting up the multiplier, setting up the multiplier of the invention is simple and easy. In contrast to known solutions, where the manifestations of hysteresis and the occurrence of parasitic signals were a frequent phenomenon, the multiplier according to the invention is achieved even at a relatively high

242 410242 410

- 3 účinnosti, jednoznačné závislosti výstupního na vstupním výkonu a spektrální čistoty výstupního signálu v širokých mezích vstupního výkonu. Násobič je slučitelný s mikrovlnnými integrovanými obvody.- 3 efficiency, unambiguous dependence of output on input power and spectral purity of the output signal within wide limits of input power. The multiplier is compatible with microwave integrated circuits.

Dále je uveden popis příkladu násobiče podle vynálezu s odkazem na připojená výkresy, kde představujeBelow is a description of an example multiplier of the invention with reference to the accompanying drawings, in which it represents

Obr.l řez násobičem kmitočtu podle vynálezu,1 shows a section through a frequency multiplier according to the invention, FIG.

Obr.2 navázání výstupního obvodu násobiče na standartní vlnovod přímým propojením,Fig.2 linking the output circuit of the multiplier to a standard waveguide by direct connection,

0br.3 navázání výstupního obvodu násobiče na standartní vlnovod prostřednictvím čtvrtvlnného trensforaátoru,Fig. 3 coupling of the multiplier output circuit to a standard waveguide by means of a quarter-wave trensforaator,

0br.4 navázání výstupního obvodu násobiče k mikropáskovému vedení vázebním šroubem v podkritickém vlnovodu.Fig.4 connect the multiplier output circuit to the microstrip line with the link screw in the subcritical waveguide.

Násobič kmitočtu pro centimetrová a milimetrová pásma podle vynálezu sestává například ze dvou hlavních těles 1, 2 , přičemž v jednom , například prvním tělese 1 je provedena drážka 2 vlnovodu, jejíž šířka je menší než polovina vlnové délky vlny příslušného výstupního kmitočtu, v níž jsou napříč umístěny dva nebo více ladicích šroubů 4, mžiková dioda 2, jejíž jeden konec je mechanicky spojen s jednou, širší stěnou vlnovodu tvořeného drážkou 2 jednoho z těles 1, 2 a přilehlou rovnou stěnou druhého tělesa 2, zatím co druhý její konec je spojen s jedním koncem středního vodiče 6 koaxiálního vedeni, tvořeného dále vnějším pláštěm 2 ^a dielektrikem 8, přičemž jeden konec vnějšího pláště 2 j® voúivě spojen s druhou širší stěnou vlnovodu a jeho druhý konec je spojen s dnem komůrky vytvořené v prvním tělese 1, přičemž k druhému konci středního vodiče 6 je připojen odpor 10, jehož druhý konec je připojen k zemnicí desce 16, vodivě spojené s dnen komůrky % případně přímo k stěně komůrky dáleThe multiplier for the centimeter and millimeter bands according to the invention consists, for example, of two main bodies 1, 2, wherein in one, for example, the first body 1, a waveguide groove 2 is less than half the wavelength of the respective output frequency. two or more tuning screws 4, a flashing diode 2, one end of which is mechanically connected to one, wider wall of the waveguide formed by a groove 2 of one of the bodies 1, 2 and an adjacent flat wall of the other body 2, the end of the central conductor 6 of the coaxial conduit further comprising the outer sheath 2 ^{and the} dielectric 8, one end of the outer sheath 2 being connected to the other wider wall of the waveguide and the other end connected to the bottom of the chamber formed in the first body 1; a resistor 10 is connected to the middle conductor 6, the resistor 10 of which the other end is connected to the ground plate 16, conductively connected to the bottom of the chamber% or directly to the wall of the chamber further

- 4 242 410 je k druhému konci átředního vodiče £ připojen první kondensá♦· · , tor 12 v aerii e nejméně jedním indukčním přívodem 11. i^., x němuž je dále připojen jeden polep druhého kondensátoru 1£, k němuž je připojen též přívodní vodič 15 pro vstupní signál, setím co druhý polep druhého kondensátoru 14 je připojen k zemnicí deece 16.4 242 410 is connected to the other end of the center conductor 6 by means of a first condenser 12 in aeria e with at least one induction lead 11, to which is further attached one cover of the second capacitor 16, to which it is also connected an input conductor 15 for the input signal by sowing the second label of the second capacitor 14 is connected to the ground deece 16.

Činnost násobiče je následující: Vstupní signál ee přivádí na mžikovou diodu prostřednictvím impedančního a selektivního Článku tvořeného kondensátorem 14. indukčními přívody 11. 15. kondensátorem 12 a kapacitou nískoimpedančního koaxiálního vedení 6, X, 8. Výstupní signál se odvádí prostřednictvím impedančního a selektivního obvodu, jenž je tvořen kapacitními kolíky v podkritickém vlnovodu. Tem může být navásán na vedení s šířící ee vlnou přímo /obr.2/, nebo prostřednictvím čtvrtvlnného transformátoru /obr_e3/> nebo na mikropáskové vedení pomocí dalšího kapacitního kolíku v podkritickém vlnovodu /obr.4/. Mžiková dioda £ pracuje s automatickým předpětím vzniklým průchodem usměrněného proudu na odporu 10.The multiplier operation is as follows: The input signal ee is applied to the instantaneous diode via an impedance and selective cell formed by a capacitor 14 by inductive leads 11. 15. a capacitor 12 and a low impedance coaxial capacitance 6, X, 8 output. which is formed by capacitive pins in the subcritical waveguide. These may be Navasana on line EE of propagating wave /obr.2/ directly or through a quarter wave transformer / _e Figure 3 /> or a microstrip line via a further capacitance pin subcritical waveguide /obr.4/. The flashing diode 6 operates with an automatic bias due to the rectified current passing through the resistor 10.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Frequency multiplier for centimeter and millimeter bands consisting of two main bodies, characterized in that in one of the two bodies (1, 2) a waveguide groove (3) is provided whose width is less than half the wavelength of the respective output frequency, in which two or more tuning screws (4) are transversely mounted, a flashing diode (5), one end of which is mechanically connected to one, a wider waveguide wall formed by a groove (3) of one of the bodies (1, 2) and an adjacent flat wall (2), while the other end thereof is connected to one end of the center conductor (6) of the coaxial conduit further formed by the outer sheath (7) and the dielectric (8), one end of the outer sheath (7) being conductively connected to the other wider wall the waveguide and its second end is connected to the bottom of the chamber (9) formed in the first body (1), and to the second end of the middle conductor (6) is connected a resistor (10), its the other end is connected to a ground plate (16), conductively connected to the bottom of the chamber (9) or directly to the wall of the chamber (9), further connected to the other end of the middle conductor (6) the first capacitor (12) at least one induction lead (11, 13), to which is further connected one of the second capacitor (14), to which is also connected the input conductor (15) for the input signal, while the other of the second capacitor (14) is connected to the ground plate (16).