DE1961460C3 - Generatorschaltung für hochfrequente Leistung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Generatorschaltung für hochfrequente Leistung, mit einem Hauptoszillator und einer Vielzahl von nachgeschalteten Oszillatoren, von denen jeder in der Hintereinanderschaltung einen synchronisierten Signalbeitrag zum gesamten Ausgangssignal erzeugt.

Mikrowellenoszillatoren mit Festkörperbauelementen, wie Transistoren, Gunneffektdioden und IMPATT-Dioden sind wirtschaftlicher, zuverlässiger und haben eine längere Lebensdauer als Vakuumröhren-Mikrowellenoszillaioren. Die Leistung, die zur Zeit von einem einzigen Feslkörper-Mikrowellenoszillator abgegeben wird, ist jedoch auf etwa I Watt Dauerleistung begrenzt. Daher müssen für Anwendungen, bei denen eine größere Mikrowellenleistung erforderlich ist, mehrere Bauelemente in Reihen- odci Psrallelschaltung syn chron betrieben werden.

Bei der Verwendung einer Reihenschaltung (z. R US-PS 27 59 099) ist es schwierig, jeden der nachfolgen den Oszillatoren mit der gleichen Synchronisierleistung zu versorgen. Bei den bekannten Schaltungen erhält nämlich ein nachfolgender Oszillator eine größere Synchronisierleisiung als der vorangegangene Oszilla tor (siehe Fig. IA). Ferner kann die hohe Leistung in den letzten Stufen die Arbeitsweise des Generators beeinträchtigen und sogar durch Überlastung zu einem Ausfall der Oszillatoren führen. Diese Probleme können bei einem Parallelbetrieb der Oszillatoren vermieden werden (siehe Fig. IB). So ist beispielsweise aus der CH-PS 3 09 362 eine Generatorschaltung für hochfrequente Leistung bekannt, bei der zwei Oszillatoren derart geschaltet sind, daß jeder der Oszillatoren einen synchronisierten Signalbeitrag zum gesamten Ausgangsvignal erzeugt. Dabei wird von jedem Oszillator ein Synchronisiersignal für den anderen Oszillator erzeugl. Bei einer Parallelschaltung ist es jedoch nachteilig, daß wegen der notwendigen Symmetrie die Oszillatoren nur paarweise hinzugefügt werden können. Ferner sind aufwendige Netzwerke mit langen Verbindungsleitungen erforderlich, die einer kompakten Bauweise entgegenstehen.

Aus der DE-PS 9 45 933 ist es bekannt, bei clei¹ Synchronisierung eines Oszillators ein phaseildfehendes Netzwerk in einer Zuführungsleitung des Synchronisier* systems 7.U verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Generatorsehaliung für hochfrequente Leistung in einer Reihenschaltung der Oszillatoren verfügbar zu machen, bei der jedem Oszillator die gleiche Synchronisierleistung zugeführt wird, und zwar unabhängig von der Ausgangsleistung des Oszillators, der die Synchronisierleistung für den nachfolgenden Oszillator liefen.

Diese Aufgabe wird bei einer Generatorschaltung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder nachgeschaltete Oszillator mit einer Kombinationsschaltung verbunden ist, die seinen Signalbeitrag mit dem Ausgangssignal des ihm vorangehenden Oszillators zusammenfaßt und die ein Synchronisiersignal für den nachfolgenden Oszillator erzeugt, und daß das Ausgangssignal des nachfolgenden Oszillators größer als das Ausgangssigna! des vorangehenden Oszillators ist.

Diese Generatorschaltung erlaubt es, jedem nachgeschalteten Oszillator ein Synchronisiersignal zuzuführen, das unabhängig von der Ausgangsleistung des ^o vorangehenden Oszillators ist. Dabei wird nur die relativ geringe Synchromsierleistung abgezweigt nährend der überwiegende Anteil der Ausgangsleistung als Nutzleistung dem nächsten Oszillatormodu! zugeführt wird. 2Ί

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspruche.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß eine Schaltung von dem Ausgangssignal des Hauptoszillators ein Synchronisiersignal für den ersten nachge- 5» schalteten Oszillator ableitet, daß der erste nachgeschaltete Oszillator mit Schaltungselementen verbunden ist die dessen .Signalbeitrag mit dem Ausgangssignal des Hauptoszillators kombinieren und das kombinierte Signal auf zwei Wege aufteilen, und daß Schaltungsele- J¹S mente vorgesehen sind, welche die über die beiden Wege laufenden Signale unter Erzeugung eines ersten Ausgangssignals, welches das Synchronisiersignal für den nächsten nachgeschalteten Oszillator enthalt, und eines /weilen Ausgangssignals, das wesentlich größer 4» als das erste Ausgangssignal und für den nachfolgenden Oszillator bestimmt ist. kombinieren.

Eine andere Generatorschaltung geht aus von einer Gcneratorschaltung. bei der eine Schaltung vorgesehen ist. die zwei F.ingangssignale mit derselben Frequenz. 4', aber mit verschiedenen Amplituden empfängt.ein erstes Ausgangssignal, das den größeren Teil der Leistung der beiden Eingangssignal enthält, und ein zweites Ausgangssignal, das den kleineren Teil der Leistung der beiden Eingangssignal enthält, ableitet, und ist w gekennzeichnet durch ein erstes Netzwerk zur Leistungsaufteilung mit vier Zweigen, bei dem an zwei der Zweige die Eingangssignale liegen, ein zweites Netzwerk mit vier Zweigen, bei dem zwei Zweige so geschaltet sind, t'aß sie die Signale von den übrigen π beiden Zweigen des ersten Netzwerks erhallen, und durch Schaltungselemente in dem zweiten Netzwerk, welche die empfangenen Signale gleichphasig in einem dritten Zweig zur Bildung des ersten <\usgangssignals und außer Phase in einem vierten Zweig zur Bildung des t>o zweiten Ausgangssignals kombinieren.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Schaltung SchälUihgseiemenle auf, die den Signalbeitrag eines Oszillators und das Ausgangssignal des ihm Vorhergehenden Oszillators auf zwei Wege gleich aufteilen, und ferner Schaltungselemente, welche die Signale auf den beiden Wegen außer Phase zur Erzeugung des Synchrtinisiersignals und gleichphasig zur Erzeugung des Ausgangssignals für nachfolgende Oszillatoren kombinieren.

Vorteühafterweise besteht das erste Netzwerk ?,m einer 3 dB-Hybride und auch das zweite Netzwerk aus einer 3 dB-Hybride, die in einem der beiden Empfangszweige einen Phasenschieber enthält.

Der Signalbeitrag eines Oszillators und das Ausgangssignal des ihm vorhergehenden Oszillators an den Eingängen der Kombinationsschaltung bzw. die beiden Eingangssignale an den beiden Empfangszweigen des ersten Netzwerks weisen in Weiterbildung der Erfindung eine relative Phasendifferenz auf, die gleich einer ganzen Zahl von halben Wellenlängen ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. IA und IB schematische Darstellungen bekannter Reihen- und Parallelanordnungen, um die Ausgangsleistungen mehrerer synchronisierter Oszillatoren zu kombinieren:

F i g. 2 tin Schema einer Schaltung, die die Erfindung verkörpert;

K ι g. J eine graphische vektonelle darstellung der Spannung, die an angegebenen Punkten in Fig. 2 vorhanden ist, und

I ig. 4 ein Schema einer weiteren Anordnung nach der Er'.ndung.

In Fig. 2 ist als Beispiel eine Anordnung nach der Erfindung dargestellt mit geeigneten Eingangs- und Ausgangsschaltungen und zwei gleichen, in Reihe angeordneten Moduln. Die einzelnen Oszillatoren sind typischerweise Gunn· oder IMPATT-Oszillatoren. die im Frequenzbereich von 1 bis 100 Gigahertz arbeiten, mit einer Ausgangsleistung in der (irößenordnung von 500 mW und einer Synchronisierleistung in der Größenordnung von 10 mW. Der Einfachheit halber sei zunächst nur der erste Modul betrachtet, der wie folgt aufgebaut ist: Die Eingangsklemmen B und B' sind mit dem Leiter 13 und dem ersten Anschluß des Mikrowellenzirkulators 11 verbunden, uer dici Anschlüsse aufweist. Die in den Fig. 2 und 4 dargestellten Zirkulatoren dienen zum Ankoppeln der Oszillatoren an die Schaltungen. Andere Mittel, wie Hybride, können verwendet werden, um mit Abänderungen der Schaltung zum gleichen Ergebnis zu kommen. Der Zirkulator liefert Energie von Anschluß zu Anschluß in der Richtung, die durch den gekrümmten Pfeil 12 angegeben ist. Der Oszillator 10 ist mit dem mittleren Anschluß des Zirkulators verbunden. Der Leiter 13 und der letzte Anschluß des Zirkulator 11 sind mit den Klemmen C und Can den Eingängen eines ersten 3 dB-Richtkopplers 15 verbunden. Der Koppler 15 ist über einen unteren Weg. den Leiter 16. und einen oberen Weg gleicher Länge, den Leiter 17. der einen einstellbaren Phasenschieber 18 enthält, mit dem zweiten 3 dB-Richt koppler 19 verbunden.

Die Eingangsschaltung besteht aus dem Hiuptoszilla tor 1 und dem mit Verlust behafteten Abschluß 2, die jeweils mit der einen Eingangsklemme des Kopplers 3 und einem 90° Phasenschieber 4 verbunden sind, de.· mit dem oberen Ausgangsanschluß des Kopplers 3 verbunden ist. Die Ausgangsschaltung besteht aus dem Abschluß 6 und der Belastung, die jeweils mit dem einen Aüsgahgsahschluß des letzten Moduls verbunden sind.

Die grundsätzliche Arbeitsweise der Schaltung der Fig.2 wird am besten anhand der Fig.3 Versländlich, einer vektoriellen Darstellung der Spannungen an in der Schaltung angegebenen Punkten. Die Ausgangsspannungen des Oszillators sind mit einer Größe vor) 4

Einheiten dargestellt. Das Spannungssignal des Haupt' Oszillators ist so gewählt, daß seine Größe eine halbe Einheit beträgt. Das Synchronisiersignal von 0,5 Volt des Hauptoszillators 1, das aft die Eingangsklemme A' des Kopplers 3 angelegt wird, ist in Fig.3 durch den Vektor A'dargestellt. Es ist so gewählt, daß es einen Phasenwinkel von 0° gegenüber der Einheitsrichtung hat, es kann daher geschrieben werden 0,5/0. Der Koppler 3 erzeugt entsprechend der üblichen Arbeitsweise von 3dB-Kopplern Spannungssignale an seinen Ausgangsanschlüssen mit einer Größe von 0,5/fI. wobei der Phasenwinkel des Signals im oberen Zweig demjenigen im unteren Zweig um 90° nacheilt. Der Phasenschieber 4 fügt dann eine weitere Nacheilung von 90° dem Signal im unteren Zweig hinzu. Wenn Ϊ5 irgendein anderes Kopplungsmittel verwendet wird, das einen anderen relativen Phasenwinkel erzeugt, kann die Einstellung des Phasenschiebers leicht abgeändert werden. Die letztlich an den Klemmen B und B erzeugten Signale sind in F i g. 3 dargestellt. Sie können wie folgt geschrieben werden:

B = 0.5/1/2 / + 180, B' = 0,5/|<2/0.

Das Synchronisiersignal 0,5/j/2^0 wird von der Klemme ß'an den Frequenzsteuerteil des Oszillators 10 angelegt. Wenn die Frequenz des Synchronisiersignals gleich der Eigenfrequenz des Oszillators 10 ist, werden das Ausgangssignal und das Synchronisiersignal in Phase kombiniert. (Wenn die beiden Frequenzen nicht gleich sind, erscheint irgendeine Phasendifferenz bis zu 90° an den äußeren Enden des Mitnahmebereichs). Unter diesen Bedingungen erscheint an der Klemme C' ein Spannungssignal von der Größe 4 + 0,5 \!2. Wie erinnerlich, hat das Signal an der Klemme Ceine Größe von 0.5/t/Z

Die Moduln sind so aufgebaut, daß von den beiden Ausgangsklemmen ihres ersten Kopplers, im ersten Modul mit D und D' bezeichnet, gleiche Leistung abgegeben wird. Damit diese. Signale gleich sind, müssen die Signale an den Eingangsklemmen C und C des ernten Konpiers 15 eine relative Phasendifferenz von entweder 0° oder 180° haben. Wenn die Phasendifferenz der Signale an den Eingangsklemmen Cund CO⁰ oder 180° beträgt, ohne Rücksicht auf ihre relativen Größen, kann gezeigt werden, daß die Signale an den Ausgangsklemmen Dund D'gleich Größe haben.

Wie oben festgestellt wurde, bewirkt der Phasenschieber 4. daß das Spannungssignal an der Klemme B der Spannung an der Klemme B' um 180° nacheilt, so Deshalb müsser sich die elektrische Weglänge von B nach C und die elektrische Weglänge von B' nach C über den Zirkulator 11 und den Oszillator 10 um 0" oder -180° unterscheiden. Wenn der Weg von B nach C entsprechend einer Phasendifferenz von 180° vom Weg von B' nach C verschieden ist, kommen die beiden Signale bei Cund C'in Phase an. Wenn die beiden Wege gleich sind, beträgt die Phasendifferenz bei C und C 180°. In jedem Fall ist die Phasenbeziehung bei Cund C geeignet, um an den Ausgangsklemmen D und D' Spannungssignale gleicher Größe zu erzeugen.

Den nachfolgenden Moduln sind keine Phasenschieber wie der Schieber 4 nachgeschaltet Wie noch erklärt wird, haben die Eingangssignale zum Oberbrückungsleiter und zum Oszillator in jedem Modul nach dem ersten den erforderlichen relativen Phasenwinkel von 0" oder 180°, so daß bei gleichen elektrischen Weglängen keine zusätzliche relative Phasenverschiebung notwendig ist.

Entsprechend den obigen Darlegungen sind in Fig.3 die Vektoren Cund Cmit den Größen von 0,5/i/2 und 4 + 0,5/i/? Einheiten und einer relativen Phasendifferenz von 0° dargestellt. Das Spannungssignal bei Ckann mit 0,5 i/^/O und das Signal C'mit (4+0,5/)/2)/0 dargestellt werden. Die Wirkung des Kopplcrs 15 ergibt die Vektoren D und D', die graphisch in Fig.3 und mathematisch wie folgt dargestellt sind:

U = C/ |/2£0 + Cf /2/-90
= 0.25 J) + (2 \1 + 0.25)/ -_90.

D' = C \1: - 90 + Ci /2/0
= 0.25,. - 90 + (2 (/2 + 0,25)/0.

Es sind Vektoren mit gleicher uröue una mit einem relativen Phasenwinkel von etwa 83".

Die Weglängen zwischen den Ausgangsklemmen D und D'des Kopplers 15 und den Eingangsklemmen E und E'des Kopplers 19 sind gleich. Jedoch entsteht für das Signal im Weg von D nach E durch den veränderbaren Phasenschieber 18 ein zusätzlicher relativer Phasenwinkel Θ.

Es wird nun gezeigt, daß dieser einstellbare Phasenschieber 18 insbesondere so eingestellt werden kann, daß jedes gewünschte Signal-Aufspaltverhältnis zwischen den beiden Eingangsklemmen F und F' des nächsten Moduls entsteht, und gkB die Spannungen an diesen Klemmen in Phase oder 180° außer Phase sind. Das heißt, die Phasendifferenz zwischen den Signalen an den Klemmen E und E' kann durch den Phasenschieber 18 so geändert werden, daß die Ausgangsleistung des Kopplers 19 an der Klemme F', nämlich das Synchronisiersignal für den Oszillator 20, Null oder irgendeinen Bruchteil der Gesamteingangsleistung des Kopplers 19 beträgt. Da bei der Bildung des Synchronisiersignals keine Verluste auftreten, wird nahezu der gesamte übrige Teil der Eingangsleistung zur Ausganesklemme Fgeleitet. Es tritt nur ein kleiner ohmscher Verlust in jedem Koppler auf.

Die Spannungssignale, die an den Eingangsklemmen £und E'des gleichen Kopplers 19 erscheinen, können wie folgt ausgedrückt werden; wobei Θ den durch den Phasenschieber 18 hinzugefügten Phasenwinkel darstellt:

£ = DJi = 0.25ί_Θ + (2 1/2 + 0,25)/ Θ - 90,
E' = D- = 0.25, - 90 + (2 (/2 + 0,25)/j).

Es ist erforderlich, daß die Synchronisierspannung an der Eingangsklemme F'des zweiten Moduls eine Größe von O^/j/That, so daß der Oszillator 20 durch dieselbe Leistung wie der Oszillator 10 mitgenommen wird. Mathematisch kann der Spannungsvektor F' für die Synchronisierspannung und der Spannungsvektor Farn Ausgang des ersten Moduls wie folgt ausgedrückt werden:

F=E/ fi.[0_+ E'f j/2/ - 90,
F' = E'l '/2/0 + Ej \1f - 90.

Das Einsetzen der Werte für die Vektoren E und E'

ergibt:
F = 0j25/ /ϊ/ϋ + (2 + 0,25/ |/2)/ft-9Ö

+ 0,25/ ]ßl — 180 + (2 + O,25/|/2~i/-9O,

F' - 0,25/ j/2/ ^ 90 4- (2 + 0,25/ )/2)/Ό

+ 0,25/ Ϋ2/Θ-9ΰ + {2 + 0,25/ ]β)/θ- 180.

Die zweite Gleichung isi trigonometrisch oder graphisch direkt nach Θ lösbar und ergibt für den dargestellten Fall einen Winkel von etwa - 17".

Dieses Ergebnis kann alternativ auch durch Verwenden der ersten Gleichung erzielt werden, da die Größe des Spanniingsvektors F, der die Ausgangsspannung des ersten Moduls darstellt, bekannt ist. wenn die Größe des Spaiiiiurigsvekiors F' eiugesieiii im. iJie bis /u dieser Stelle in der Schaltung erzeugte Gesamtleistung ist die Summe zweier Elemente: die Leistung vom Hauptoszillator 1 und die Leistung vom Oszillator 10. Der Beitrag des Hauptoszillalors ist gleich dem Quadrat des Spannungssignals bei A'. nämlich 0,25 Leistungseinheiten. Der Oszillator 10 fügt 16 weiter ·· Leistungseinheilen (4 Spannungseinheiten im Quadrat) hinzu, so daß insgesamt 16. 25 Einheiten entstehen. Die Leistung bei F'ist mit 0.25 festgelegt, die Leistung bei Fmit 16. so daß die Größe des Spannungsvektors FlTe oder 4 Einheiten beträgt. Daher ist die Gleichung für den Vektor F abgedrückt in Θ. ebenfalls verfügbar.

Die graphische Lösung nach Θ. dargestellt in Fig. 3. wird begonnen, indem die Komponente des Vektors F" eingesetzt wird, die das Signal bei E' beiträgt. Dies ist ein Vektor mit demselben Winkel wie der Vektor E'. jedoch in der Länge um den Faktor j/272 verringert. Dann wird von der Spitze dieses Vektors ein Kreis mit einem Radius gleich der Länge des Vektors geschlagen. Die Punkte, an denen dieser Kreis einen Kreis mit dem Radius 0,5/i/2 schneidet, der um den Nullpunkt geschlagen wird, stellen die beiden möglichen Endpunkte für den Vektor dar. der das Synchronisiersignal F' darstellt Durch eine Vektor-Subtraktion wird man in die Lage versetzt, nach der Ε-Komponente des Vektors F'aufzulösen. Diese Komponente, um +90" phasenverschoben und um den Faktor ψί vergrößert, um die Wirkung des Kopplers 19 zu berücksichtigen, ergibt den Vektor E Schließlich beträgt der Winkel zwischen dem Vektor Eund dem Vektor D Θ.

Aus dieser Untersuchung ergibt sich, daß das Signal bei F' durch die Wahl des Winkels Θ auf jede Größe zwischen Null und einem Maximum eingestellt werden kann, das durch die Summe der Signalstärken dargestellt ist, die an den Eingangsklemmen Eund E'des kopplers 19 vorhanden sind. Ferner ist offensichtlich, daß der obige Vorgang so oft wie notwendig wiederholt werden kann, um die notwendige Gesamtausgangsleistung zu erhalten, während die Synchronisierleistung in jedel· Stufe auf einer gegebenen Größe gehalten werden kann, ohne Rücksicht darauf, wie groß die Gesamtausgangsleistung der vorangehenden Oszillatoren wird. Die kleineren Synchronisiersignale werden dadurch erzeugt, daß die Signale am Eingang des zweiten Kopplers in jedem weiteren Modul mehr außer Phase kombiniert werden, während die größeren Ausgangssignaie für die nachfolgenden Oszillatoren dadurch erzeugt werden, daß dieselben Signale nahezu in Phase kombiniert werden. Da die Gesamtleistung im System in deri aufeinanderfolgenden Moduln größer wird, müssen die aufeinanderfolgenden Phasenschieber 18, 28 Usw. so eingestellt werden, daß kleinere Teile des Gesamtsignals zum Zirkulator und zum Oszillator, Und ' größere Teile zum Oszillaior-Überbrückungsleiter eines gegebenen Moduls geleitet werden. Wenn die notwendige Anzahl von Stufen hinzugefügt ist, werden die Ausgangsklemmen des letzten Kopplers mit dem ohmschen Abschluß 6 Und der Belastung verbunden.

Ih Der Phasenschieber im letzten Modul wird dann so eingestellt, daß er die ganze Ausgangsleistung zu Belastung abgibt.

Es wurde oben festgestellt, daß außer im ersten Modul kein dem Phasenschieber 4 entsprechendes Element in den Moduln notwendig ist, solange die Weglänge auf dem Überbrückungsleiter gleich oder entsprechend einem Phasenwinkel von 180° verschieden von der effektiven Weglänge des den Zirkulator eniiiaiierideri Leiters isi. Diese Feststellung kann ieierii

ic anhand der Gleichungen für die Vektoren F und F' bewiesen werden. Es sei der Vektor

I = 0.25 ('2_ö + (2 + 0.25 1>2), (■) - 90
timd der Vektor

V = 0.25 [2^.180 + (2 + 0.25 \2) -90.

Diese beiden Vektoren haben verschiedene Richtungen, aber gleiche Größen. Die Vektoren F und F' können auch wie folgt geschrieben werden:

F=V+ V, F' = V, - 90 + Vi + 90.

Aus diesen Gleichungen ergibt sich, daß die Vektoren Fund F'slets einen relativen Phasenwinkel von 0 oder 180° haben. Wenn dies richtig ist und wenn die effektiven Weglängen gleich oder entsprechend einem" Phasenwinkel von 180° verschieden sind, sind die Signale an den Klemmen Gund Cebenfalls um 0 oder 180" außer Phase; es erscheinen daher gleiche Signale bei H und H' wie gewünscht Dieses Ergebnis ist nicht von dem Größenverhältnis zwischen den Signalen bei C und C abhängig und bleibt für die nachfolgenden Moduln güllig, nur vorausgesetzt, daß gleiche effektive Weglängen in den Zweigen, die den Überbrückungsleiter und den Oszillator enthalten, vorhanden sind.

Es kann gezeigt werden, daß, wenn die Phasenschieber 18,28 usw. der Moduln auf eine Phasenverschiebung von 0° eingestellt sind, ein Signal in einer gegebenen Leitung in einem ersten Modul vollständig in der entgegengesetzten Leitung im nachfolgenden Modul erscheint Umgekehrt bewirkt eine Phasenverschiebung von 180°, daß die gesamte Leistung, z. B. in der Oszillator-Überbrückungsleitung eines ersten Moduls in F i g. 2 in der Oszillatorleitung des nächsten Moduls erscheint Weiterhin wird ein Phasenschieber im Gebiet nahe 0° und nicht im Gebiet nahe 180° betrieben, um die Schaltung weniger frequenzabhängig zu machen. Die drei obigen Feststellungen erklären die Nützlichkeit der in F i g. 4 dargestellten Ausführung. Die Ausführung der F i g. 4 unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 2 nur in Ηςπ Umkehr der Osziliatorsnordnun*⁷ in abwechselnden Moduln. Diese Änderung hat jedoch gewisse Vorteile.

Wenn bei jeder Ausführung das Ausgangssignal der Vorangehenden Oszillatoren groß in Bezug auf den Signalbeitrag wird, der durch jeden einzelnen Oszillator hinzugefügt wird, wird die Leistung, die vom Oszillator-Überbrückungsleiter eines gegebenen Moduls weitergeleitet Wird, viel größer als die Leistung im Oszillalorweg dieses Moduls. Jedoch kann die Forderung konstante;' Synchronisicrieistung in diesen späteren Stufen nur erfüllt werden, wenn nahezu die gesamte Schaltungsleistung im Oszillalor-Überbrückungsleiter jedes Moduls weiterge'leitet wird. Um dies bei der Ausführung der F i g; 2 durchzuführen, soll die zwischen jeden dieser Oszillatoren hinzugefügte Phasenverschie* bung nahe bei 180° liegen. Phasenverschiebungen nahe (Γ würden den größten Teil der Leistung vom Oszillator-Überbrückungsleiler eines ersten Moduls zum Oszillator eines zweiten¹ geben; Die Umkehrung der abwechselnden Oszillatoren, wie sie in Fig.4 dargestellt ist, löst dieses Dilemma, indem die Synchronisierleistung auf einem kleinen Bruchteil der gesamten erzeugten Leistung konstant gehalten werden kann, wobei die Phasenschieber der Moduln auf nahe 0" eingestellt werden,

Die praktische Begrenzung für die Anzahl der Stufen, die aufeinanderfolgend kombiniert werden können, hängt von den passiven Verlusten in den verschiedenen Zweigen jeder Stufe ab, insbesondere in denjenigen Zweigen, die nicht den Oszillator enthalten, da der größte Teil der erzeugten Leistung durch diese Zweige in den späteren Stufen hindurchgeht. Wenn z. B. der passive Verlust je Stufe vom Eingang zum Ausgang

in 0,1 dB oder 2,5% beträgt, fügt der zehnte Oszillator nur (1/iO —0,25/10) oder 7,5% Leistung dem System hinzu, während die vierzehnte Stufe nur (1/40 — 0,25/10) oder 0% hinzugefügt.

Die einstellbaren Phasenschieber können durch

iri Zirkuiaioren mit drei Anschlüssen mit einstellbaren Kurzschlüssen ersetzt werden, die Koppler durch Hybride, Eine dritte', ebenfalls mögliche Abänderung umfaßt die Verwendung von zwei einzelnen Oszillatoren und einer Hybride an Stelle jeder Zirkulator-Öszilla-

2« lor-Kombination in der dargestellten Ausführung mit geeigneten entsprechenden Abänderungen anderer Teile der Schaltung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Generatorschaltung für hochfrequente Leistung, mit einem Hauptoszillator und einer Vielzahl von nachgeschalteten Oszillatoren, von denen jeder in der Hintereinanderschaltung einen synchronisierten Signalbeitrag zum gesamten Ausgangssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder nachgeschaltete Oszillator (10; 20) mit einer m Kombinationsschaltung (11, 13, 15, 16, 17, 18, 19) verbunden ist, die seinen Signalbeitrag mit dem Ausgangssignal des ihm vorangehenden Oszillators zusammenfaßt und die ein Synchronisiersignal für den nachfolgenden Oszillator erzeugt, und daß das ii Ausgangssignal des nachfolgenden Oszillators größer als das Ausgangssignal des vorangehenden Oszillators ist.

2. Generatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (3) von dem Ausgangssignal des Hauptoszillators (1) ein Synchronisiersignal für den ersten nachgeschalteten Oszillator (10) ableitet, daß der erste nachgeschaltete Oszillator mit Schaltungselementen (11, 15) verbunden ist. die dessen Signalbeitrag mit dem Ausgangssignal des Hauptoszillators (1) kombinieren und das kombinierte Signal auf zwei Wege (D. D) aufteilen, und daß Schaltungselemente (18, 19) vorgesehen sind, welche dip über die beiden Wege laufenden Signale unter Erzeugung eines ersten w Ausgangssignals, welches das Synchronisiersignal für den nätnsten nachgeschalteten Oszillator (20) enthält, und eines r weiten Ausgangssignals, das wesentlich größer als dis erste Ausgangsr.ignal und für den nachfolgenden Os/. "ator bestimmi ist. kombinieren.

i. Generatorschaltung nach Anspruch 1, bei der eine Schaltung vorgesehen ist, die zwei Eingangssignal mit derselben Frequenz, aber mit verschiede nen Amplituden empfängt, ein erstes Ausgangssi· gnal. das den größerer Teil der Leistung der beiden Eingangssignale enthält, und ein zweites Ausgangssignal, das den kleineren Teil der Leistung der beiden Eingangssignale enthält, ableitet, gekennzeichnet durch ein erstes Netzwerk (15) zur Leistungsauftei lung mit vier Zweigen (C. C. D. D')bc\ dem an zwei der Zweige (C", C) die Eingangssignal liegen, ein zweites Netzwerk (19) mit vier Zweigen (F. F'. f. F) bei dem zwei Zweige (F. F') so geschallet sind, daß sie die Signale von den übrigen beiden Zweigen (P. Ό D) des ersten Netzwerks (15) erhalten, und durch Schaltunj*'"flemente in dem zweiten Netzwerk, welche die empfangenen Signale gleichphasig in einem dritten Zweig (F) zur Bildung des ersten Ausgangssignals und außer Phase in einem vierten M Zweig (F') zur Bildung des zweiten Ausgangssignals kombinieren.

4. Generalorschaltung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung Schaltungselemente (15). die den Signalbeitrag eines Oszillators (10) und das Ausgangssignal des ihm vorhergehen' den Oszillators (1) auf zwei Wege gleich aufteilen, Und Schaltungselemente (18,19} aufweist, welche die Signale auf den beiden Wegen außer Phase zur Erzeugung des Synchronisiersigrfals und gleichpha·· sig zur Erzeugung des Ausgangssignals für nachfoU geride Oszillatoren kombinieren,

5. Generaiorschaitung nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, daß das erste Netzwerk aus einer 3 dB-Hybride (15) besteht und daß das zweite Netzwerk aus einer 3 dB-Hybride (19) besteht, die in einem der beiden Empfangszweige einen Phasenschieber (18) enthält.

6. Generatorschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalbeitrag eines Oszillators (JO) und das Ausgangssignal des ihm vorhergehenden Oszillators (1) an den Eingänjen der KombinationsschaltungOS) eine relative Phasendifferenz aufweisen, die gleich einer ganzen Zahl von halben Wellenlängen ist.

7. Generatorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingangssignale an den beiden Empfangszweigen (C C) des ersten Netzwerkes (15) eine relative Phasendifferenz aufweisen, die gleich einer ganzen Zahl von halben Wellenlängen ist.