Свч генератор

224 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН ЗСЮ Н 03 В ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСК 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) А.В. Архипов, Б.М. Булгаков, М.П. Натаров и В.Й. Скресанов (71) Ордена Трудового Красного Знамейи институт радиофизики и электро ники АН УССР(56) 1. Авторское свидетельство ССС В 778654, кл. Н 03 В 7/14, 1979.2Авторское свидетельство СССР В 675579 кл, Н 03 В 9/14, 1977 (прототип).(54)(57) СВЧ ГЕНЕРАТОР, содержащий открытый резонатор, образованный . сферическим зеркалом, с которым сов мещен вывод энергий, и.плоским зеркалом, в теле которого выполнена периодическая система, полностью перекрывающая каустику из.параллельных канавок с периодом, меньшим полуволны, в которых установлены полупро- . , водниковые диоды,о т л и ч а ю щ и йс я тем что, с целью увеличения выходной мощности, в него введены металлические перегородки, установленные в паРаллельных канавках, которые образуют прямоугольные ячейки длиной, меньшей длины волны, при этом в каждых соседних параллельных канавках металлические перегородки сдвинуты одна относительно другой на половину длины прямоугольной ячейки, а полупроводниковые диоды размещены на дне каждой прямоугольной ячейк.и.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке радиоаппаратуры СВЧ диапазона.Известен СВЧ генератор, содержащий полусферический открытый резонатор, в поперечном сечении каустики ,которого установлена периодическая система, выполненная в виде двух плоских гребенок, симметрично размещенных. друг прОтив друга относительно оси полусферического открытого резонатора, В результате образуется система элементарных ячеек в виде двух противолежащих щелей и выступов плоских гребенок, между противоположными стенками которых установлены полупроводниковые диоды 1 .Однако уровень выходной мощности указанного СВЧ генератора низок изза того, что в гребенках не удается разместить бОльшое число полупроводниковых диодов, так как система элементарных ячеек перекрывает поперечное сечение каустики частично. Количественное увеличение плоских гребенак и полупроводниковых диодов приводит к ухудшению теплоотвода.Наиболее близким к предлагаемому является СВЧ генератор, содержащий открытый резонатор, образованный сфе рическим зеркалом, с которым совмещен вывод энергии, и плоским зеркалом, в теле которого выполнена периодическая система, полностью перекрывающая каустику из параллельных канавок с перио 4 ом, меньшим полувол" ны, в.которых установлены полупроводниковые диоды Г 23.К недОстаткам известного СВЧ генератора относится ограниченное число полупроводниковых диодов из-за низкого теплоотвода. Кроме того, отсутствие раздельной подстройки каждого полупроводникового диода в процессе работы делает необходимым тщательный отбор полупроводниковых диодов с идентичными характеристиками. Фактором, снижающим выходную мощность в известном СВЧ генераторе, является возбуждение, вдоль плоских гребенок медленной волны, излучаю" щейся в свободное пространство, что приводит к увеличению собственных потерь квазиоптической резонансной системы, а также к нарушению взаимной синхронизации системы полупроводниковых диодов, т,е. к низкой эффективности сложения мощностей на заданной рабочей частоте.Цель изобретения - увеличение выходной мощности.Поставленная цель достигается тем, что в СВЧ генераторе, содержащем открытый;резонатор, образованный сферическим зеркалом, с которым : совМещен вывод энергии, и плоским зеркалом, в теле которого выполнена периодическая система, полностьюперекрывающая каустику, из параллельных канавок с периодом, меньшим полуволны, в которых установлены полупроводниковые диоды, в него введены металлические перегородки,установленные в параллельных канавках, которые образуют прямоугольныеячейки длиной, меньшей длины волны,при этом в каждых соседних параллель" о ных канавках металлические перегородки сдвинуты друг относительнодруга на половину длины прямоугольнойячейки, а полупроводниковые диодыразмещены на дне каждой прямоуголь ной ячейки.На фиг.1 представлена конструкцияСВЧ генератора; на фиг.2 - плоскоезеркало с периодической системой,изаметрия.СВЧ генератор содержит открытыйрезонатор, образованный сферическимзеркалом 1 с выводом 2 энергии, плоским зеркалом 3, в теле которого выполнена периодическая система иэ 25 параллельных канавок с металличес"кими перегородками, образующих прямоугольные ячейки 4. Две смежныесдвинутые одна относительно другойпрямоугольные ячейки 4 образуютэлементарную ячейку 5 периодическойсистемы, а каждая прямоугольнаяячейка 4 является отрезком прямоугольного волновода, обращенногооткрытым концом вовнутрь открытогорезонатора. Полупроводниковые диоды З 5 б размещены на дне каждой прямоугольной ячейки 4 на короткозамкнутыхторцах отрезков прямоугольных волновадов, которые могут быть выполнЕнЫподвижнымиДля обеспечения требуе мого теплоотвода на нерабочей стороне плоского зеркала 3 размещен радиатор. Напряжение питания подводится к полупроводниковым диодам б поцепям 7, Связь полупроводниковых 45 диодов б с прямоугольной ячейкой 4осуществляется посредством пластины. СВЧ генератор работает следуЮщим, 50 оразомК полупроводниковым диодам б поцепям 7 подводится напряжение смещения, создающее отрицательное сопротивление на некоторой рабочей длине волны. Настройка открытого резонатора на заданную длину волны производится перемещением сферическогоили плоского зеркала 1 или 3, а индивидуальная подстройка каждого полупроводникового диода б - переме щением подвижного короткозамкнутоготорца прямоугольной ячейки 4. Ширина щели связи вывода 2 энергии определяет требуемую трансформацйюимнеданса нагрузки к зажимам полу проводниковых диодов б. Взаимная1072243 Составитель ина Техред.Л.М Тираж 8 б 2 ИПИ Государств о делам йэобре 13035, Москва,. Ж 35, Редактор А. ЛежиЗаказ 144/51ВНИп Подписноеомитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5 нногоенийРаушс лиал ППП фПатентф , г. Ужгород, ул Проектная 4 синхронизация отдельных полупровод" никовых диодов 6 осуществляется волной с плоским фазовым фронтом, распространяющейся между сферическим и плоским зеркалами 1 и 3 открытого резонатора. Устойчивость син-,5 хронизации обеспечивается в резонансной системе с малыми потерями тем, что в данном случае возбуждается только основной ТЕМрр тип колебаний, тогда как другие, имея большую связь О со свободным пространством, оказываются подавленными., т.е. ТЕМ 0 ж. тип колебаний играет роль частотно- селективной нагрузки полупроводниковых диодов 6, .а свободное простран ство - роль активного сопротивления (резисторная,связь) . Кроме тоГо, генератор может работать, так, что . часть полупроводниковых диодов 6 будет находиться в режиме генера" ции, а остальные - в режиме усиления. Взаимное смещение смежных прямоугольных ячеек 4 исключает непосредственную связь между полупроводниковыми диодами 6, которая приводит к их рассинхронизации. Периодическая система выполняется исходя из условия максимального использования поверхности плоского зеркала 3 для размещения на ней полупроводни" ковых диодов 6, для чего стенки прямоугольных ячеек 4 выполнены максимально тонкими. Отрезки,прямоугольных волновбдов, которыми являются прямоугольные ячейки 4, сов-, местно с асимметрично размещенными относительно полупроводйикбвых дио" дов б пластинами обеспечивают согласование низких импедансов полупроводниковых диодов 6 с высоким импедансом открытого, резонатора. Выбор расстояния между центрами соседних прямоугольных ячеек 4 меньшим длины волны обеспечивает минимальные вносимые потери (практически только тепловые потери) .При использовании предлагаемого СВЧ генератора обеспечивается повышение выходной мощности более чем на порядок по сравнению с известным. Кроме того, не отсутствует рассинхрониэация полупроводниковых диодов в процессе настройки генератора, что позволит использовать последний в различных системах миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов различного назначения. Л. Белаятяшова КорректорИ. Эрдей