DE2215525A1 - Hohlleiterresonator mit einem im hohlleiter im abstand lambda tief 2 von der kurzschlussebene entfernten gunnelement - Google Patents

Description

• "Hohlleiterresonator mit einem im Ilohileiter im Abstand , von der Kurzschlußebene entfernten Gunnelement1! Die Erfindung betrifft einen Hohileiterresonator mit einem im Hohlleiter im Abstand #/@ von der Kurzschlußebene entfernten Gunnelement. Gunnelemente sind be kannt; sie bestehen aus einem Halbleitermaterial, vorzugsweise aus III- V- Verbindungshalbleitern. Beim Über schreiten einer kritischen Feldstärke bilden sich im Halbleiterkörper Hochfeldzonen, die den Halbleiterkörper zwischen seinen Anschlußkontakten durchlaufen. Gunnelemente werden daher vorwiegend als Oszillatoren verwendet.
• Es ist bereits ein Hohlleiterresonator bekannt, der an seinem einen Ende durch eine Kurzscblußplatte abgeschlossen ist. Im Abstand #/@ von dieser Platte ist das Gunnelement angeordnet, wobei t/» = n.V! und y' g die Wellenlänge der Resonatorfrequenz'im Hohlleiter ist.
• Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zu grunde, einen llohlleiterresonator anzugeben1 der als Mikrowellen Sender und Empfänger geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgernäß dadurch gelöst daß die Kurzschlußebene so ausgebildet ist, daß sich der ,ib stand 1 unter dem Einfluß direkt auftreffender oder auf ein angeschlossenes Element auftretender Schall wellen verändert.
• Die Kurzschlußebene ist vorzugsweise als Membran ausge bildet oder an eine Membran mechanisch angekoppelt.
• Ferner wird im Hohlraumresonator eine Mischdiode, insbesondere eine Schottkydiode angeordnet, die über einen Tiefpass an einen Verstärker angeschlossen ist. Zwei derartige Hohlraumresonatoren bilden eine Gegensprech anlage.
• Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird der Resonator durch das eine Hochfrequenzquelle bildende Gunnelement zum Schwingen angeregt. Wird nun die Kurzscblußebene im Takt einer kleineren Frequenz bewegt, so verändert sich die Wellenlänge der Resonatorfrequenz. Man erhält dann eine aus dem Resonator auskoppelbare frequenz modulierte Hochfrequenzspannung. Die Eurzschlußebene kann als Kurzschlußschieber ausgebildet werden, die mit einer Membran, ähnlich der Membran eines Mikrofons, mechanisch gekoppelt ist. Die Flächenschwingung wird so in eine reine longitudinale Schwingung umgewandelt.
• Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.
• In der Figur ist ein Hohiraumresonator 1 dargestellt, der vorzugsweise einen Rechteckquerschnitt aufweist.
• Dieser Resonator ist an seinem einen Ende mit einer Kurzschlußebene 2 abgeschlossen. Im Abstand 7 von dieser Kurzschlußebene ist im Hohlraum ein Gunnelement 6 angeordnet, das von einem wärmeabführenden Einschraubteil 9 getragen wird. Dieses Gunnelement ist über einen Tiefpass 7, der als koaxiales Filter aus gebildet ist, an die Stromversorgung 5 angeschlossen.
• Der Tiefpass verhindert, daß über diesen Leitungsweg Hochfrequenz ausgekoppelt wird. Die Ausbreitungs richtung der Hochfrequenzwellen entspricht der Ausdehnungsrichtung des Hohlraums, der an seinem offenen Ende beispielsweise mit einer Parabolantenneteinem Trichter-oder einen#Stilstrahler 14 abgeschlossen ist.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Kurzschlußebene 2 aus einem Kurzschlußschieber 2, der mit einem äußeren Element verbunden ist, das Schallwellen ausgesetzt ist. Dieses Element ist beim Ausführungsbeispiel eine Membran 3, die über einen Anschluß 4 beispielsweise mechanisch starr mit dem Iiurzschlußschieber verbunden ist. Der Kurzschlußschieber verändert somit seine La#ge in Abhängigkeit und im Rhythmus der auftreffenden Schallwellen. Damit verändert sich auch der Abstand t/ zum Gunnelement, so daß von dem Gunnelement eine frequenzmodulierte HF-Spannung abgegeben wird. Der Hohlraumresonator ist in an sich bekannte Weise mit Abstimmschrauben 8 versehen.
• Im Resonator ist ferner eine Mischdiode li angeordnet, die vorzugsweise eine Schottky~ Diode ist. Diese Diode ist gleichfalls auf einem Schraubenträgerkörper 10 angeordnet und über einen Tiefpass 12, der wiederum als koaxialer Tiefpass ausgebildet ist, mit einer Verstärkerschaltung 13 verbunden. Zwei so ausgebildete Anlagen bilden eine Gegensprechanlage, Bei dem Resonator, wo gesprochen wird, gibt die Antenne eine frequenz modulierte HF v Spannung ab. An der Mischdiode der zweiten Anlage, die in diesem Fall als Empfänger dient und somit nicht besprochen wird, steht an der Mischdiode eine feste HF- Spannung, da deren Kurzschlußschieber seine Lage nicht verändert. Die Antenne dieser Anlage nimmt dasfreluenzmodulierte.Signal der ersten Anlage auf, die somit gleichfalls auf die Mischdiode trifft, Dort bildet sich ein niederfrequenteres Differenzsignal aus, das über den Tiefpass auf den Zwischenfrequenzverstärker gegeben wird. In gleicher Weise kann die zweite Anlage als Sender und die ersten Anlage als Empfänger benutzt werden.
• Die Mischdiode wird vorzugsweise im Abstand )/.von dem Gunnelement im Hohlraumresonator angeordnet.
• Die beschriebene Art der Modulation gestattet einen einfachen und kompakten Aufbau, wobei die sonst notwendige elektronische Modulationseinrichtung eingespart wird. Die Anlage wird vorzugsweise im X Band (8-12 GHz) oder im Ku- Band (12-18 GHz) betrieben. Bei so hohen Frequenzen ist mit geringem Antennenaufwand eine gute HF Bündelung möglich, so daß eine diskrete Übertragungs strecke leicht eingerichtet werden kann. Durch axiale Verschiebung der Lage der Membran um einen bestimmten Wert kann auf einfache Weise ein Frequenzwechsel durchgeführt werden.

Claims (4)

Patent ansprüche

1) Hohlleiterresonator mit einem im Hohlleiter im Abstand von der Kurzschlußebene entfernten Gunnelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußebene so ausgebildet ist, daß sich der Abstand #/2 unter dem Einfluß direkt auftreffender oder auf ein angeschlossenes Element auftreffender Schallwellen verändert.

2) Hohlleiterresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußebene als Membran ausgebildet oder an eine Membran mechanisch angekoppelt ist.

3) Hohleiterresonator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraumresonator eine Mischdiode angeordnet ist, die über einen Tiefpass an einen Verstärker angeschlossen ist.

4) Verwendung von zwei gleichartig aufgebauten Hohlraumresonatoren nach Anspruch 3 als Gegensprechanlage.