RU2239938C1 - Microwave transistor oscillator - Google Patents

Microwave transistor oscillator Download PDF

Info

Publication number
RU2239938C1
RU2239938C1 RU2003106818/09A RU2003106818A RU2239938C1 RU 2239938 C1 RU2239938 C1 RU 2239938C1 RU 2003106818/09 A RU2003106818/09 A RU 2003106818/09A RU 2003106818 A RU2003106818 A RU 2003106818A RU 2239938 C1 RU2239938 C1 RU 2239938C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waveguide
transistor
conductive
frequency
concentrated
Prior art date
Application number
RU2003106818/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003106818A (en
Inventor
М.А. Кревский (RU)
М.А. Кревский
Г.А. Кузнецов (RU)
Г.А. Кузнецов
Ю.И. Кошуринов (RU)
Ю.И. Кошуринов
Ф.Ф. Архипцев (RU)
Ф.Ф. Архипцев
Ю.А. Ткаченко (RU)
Ю.А. Ткаченко
Original Assignee
Кревский Михаил Анатольевич
Кузнецов Геннадий Алексеевич
Кошуринов Юрий Иванович
Архипцев Фёдор Фёдорович
Ткаченко Юрий Александрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кревский Михаил Анатольевич, Кузнецов Геннадий Алексеевич, Кошуринов Юрий Иванович, Архипцев Фёдор Фёдорович, Ткаченко Юрий Александрович filed Critical Кревский Михаил Анатольевич
Priority to RU2003106818/09A priority Critical patent/RU2239938C1/en
Priority to PCT/RU2004/000090 priority patent/WO2004082128A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2239938C1 publication Critical patent/RU2239938C1/en
Publication of RU2003106818A publication Critical patent/RU2003106818A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1817—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a cavity resonator
    • H03B5/1823—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a cavity resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
    • H03B5/1829—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a cavity resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device

Landscapes

  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

FIELD: microwave engineering; microwave transceivers, medical instruments, and radar transducers.
SUBSTANCE: proposed microwave oscillator designed for operation in extremely high frequency band at output frequencies up to 100 GHz and output oscillation frequencies ranging between 20 and 120 GHz has field-effect transistor whose source, gate, and drain are connected, respectively, to first, second, and third conducting surfaces disposed on insulating substrate placed in center of waveguide wide walls. Newly introduced in oscillator are two lumped capacitive elements, lumped inductive element, two resistive surfaces, and short-circuited length of regular waveguide. Slots between conducting surfaces form waveguide slotted lines whose lengths function as resonant and matching circuits. Opposing ends of conducting surfaces as well as those of two resistive surfaces form mentioned resonant circuit with transistor gate and drain leads connected thereto. First and second capacitive elements interconnected through inductive element to form series CLC circuit are disposed at distance of λ/4 from connection points of transistor gate and drain along mentioned slot, where λ is wavelength of oscillation frequency 2f 1 at oscillator output.
EFFECT: reduced cost, enhanced output oscillation frequency and effectiveness.
8 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области генерирования электрических колебаний, в частности к транзисторным генераторам преимущественно миллиметрового диапазона длин волн, и может быть использовано в приемопередающих устройствах СВЧ, медицинских приборах КВЧ-терапии, радиолокационных датчиках.The invention relates to the field of generation of electrical oscillations, in particular to transistor generators of predominantly millimeter wavelength range, and can be used in microwave transceivers, medical EHF-therapy devices, and radar sensors.

Известны транзисторные генераторы СВЧ на GaAs полевых транзисторах, работающие как на основной частоте, так и на гармониках. При этом в одних конструкциях [1, 4, 9, 10] в качестве реактивных элементов в цепях обратной связи и согласования используются отрезки длинных волноводных линий, в том числе и волноводно-щелевых, в других [2, 3, 5, 6] - сосредоточенные L- и С-элементы.Known transistor microwave generators based on GaAs field-effect transistors operating both at the fundamental frequency and at harmonics. Moreover, in some designs [1, 4, 9, 10], segments of long waveguide lines, including slotted waveguide lines, in others [2, 3, 5, 6], are used as reactive elements in feedback and matching circuits, concentrated L- and C-elements.

Генераторы, описанные в [3, 5, 6], имеют резонансные и согласующие цепи, выполненные на сосредоточенных элементах, а выходные цепи, выполненные на микрополосковых линиях. При этом частоты их выходных колебаний не превышают 40 ГГц, поскольку использование микрополосковых линий неэффективно на таких частотах. При создании транзисторных генераторов СВЧ с частотами выходных колебаний более 40 ГГц (миллиметровый и субмиллиметровый диапазон длин волн) резко растут трудности реализации как распределенных, так и сосредоточенных элементов, тем более таких, которые допускают в процессе изготовления генератора оптимальные регулировки, в том числе установку частоты генерации, уровня регенерации в цепи обратной связи и достижения максимальной выходной мощности.The generators described in [3, 5, 6] have resonant and matching circuits made on lumped elements, and output circuits made on microstrip lines. Moreover, the frequencies of their output oscillations do not exceed 40 GHz, since the use of microstrip lines is inefficient at such frequencies. When creating microwave transistor generators with output frequencies of more than 40 GHz (millimeter and submillimeter wavelength ranges), the difficulties of realizing both distributed and concentrated elements, especially those that allow optimal adjustments during generator manufacturing, including setting the frequency generation, regeneration level in the feedback circuit and achieve maximum output power.

Известно использование дорогостоящей технологии монолитных интегральных схем для достижения более высоких частот. Так в работе [2] на основе известной схемы генератора Колпитца создан генератор на частоты 64-69 ГГц. Сосредоточенные L-элементы схемы генератора выполнены в виде планарных проводников, а С-элементами схемы являются межэлектродные емкости транзистора, что ставит в зависимость от точности технологии изготовления значение частоты генерации и уровень выходной мощности, а оба эти параметра в сильной степени зависят от температуры окружающей среды. Кроме того, для достижения высоких частот выходных колебаний требуемые межэлектродные емкости транзистора должны быть минимальными, что достигается только при сокращении ширины его затвора, что усложняет и соответственно удорожает технологию его изготовления и ограничивает максимальную мощность генератора. Стабильная работа такого генератора при изменении коэффициента стоячей волны нагрузки возможна только при наличии в его выходной цепи развязывающего элемента, создание которого является самостоятельной сложной задачей, а его использование снижает выходную мощность, то есть КПД генератора.It is known to use the expensive technology of monolithic integrated circuits to achieve higher frequencies. So in [2], based on the well-known Kolpitz oscillator circuit, a generator at a frequency of 64-69 GHz was created. The concentrated L-elements of the generator circuit are made in the form of planar conductors, and the C-elements of the circuit are the interelectrode capacitances of the transistor, which makes the generation frequency and output power level dependent on the precision of the manufacturing technology, and both of these parameters strongly depend on the ambient temperature . In addition, to achieve high frequencies of output oscillations, the required interelectrode capacitances of the transistor should be minimal, which is achieved only by reducing the width of its gate, which complicates and accordingly increases the cost of its manufacturing technology and limits the maximum generator power. Stable operation of such a generator when changing the coefficient of the standing wave of the load is possible only if there is a decoupling element in its output circuit, the creation of which is an independent complex task, and its use reduces the output power, i.e. the generator efficiency.

Указанные трудности частично преодолеваются в конструкциях транзисторных генераторов СВЧ, работающих на второй гармонике [4] или использующих двухтактную схему включения транзисторов, работающих совместно с диэлектрическим резонатором на первой гармонике [7, 8, 9].These difficulties are partially overcome in the designs of microwave transistor generators operating at the second harmonic [4] or using a push-pull switching circuit of transistors working in conjunction with the first harmonic dielectric resonator [7, 8, 9].

Конструкция генератора второй гармоники на волноводно-щелевых линиях [4] выполнена таким образом, что отрезок регулярного волновода между выходным согласующим трансформатором и нагрузкой сделан запредельным для волн с частотой f1 и прозрачным для волн с частотой 2f1. При этом волны с частотой f1 отражаются к генератору, что увеличивает коэффициент обратной связи (уровень регенерации) на частоте f1, за счет этого уровень гармоники на частоте 2f1 возрастает, а выходная цепь генератора оказывается подключенной к нагрузке на частоте 2f1. Цепь обратной связи генератора выполнена в виде микрополоскового резонатора, магнитно-связанного со щелевыми линиями цепей стока и затвора транзистора, при этом она задает частоту генерации f1. Таким образом, генератор генерирует частоту 2f1, при этом влияние изменения коэффициента стоячей волны нагрузки на значение частоты 2f1 минимально, так как связь нагрузки с частотно-задающей цепью генератора осуществляется через отрезок запредельного для волн f1 отрезка волновода. Верхняя (максимальная) частота выходных колебаний генератора [4], работающего на второй гармонике, ограничена прежде всего геометрией и реализуемостью цепи ОС и не превышает 44 ГГц.The design of the second harmonic generator on the slotted waveguide lines [4] is made in such a way that the length of the regular waveguide between the output matching transformer and the load is made prohibitive for waves with a frequency f 1 and transparent for waves with a frequency 2f 1 . In this case, waves with a frequency of f 1 are reflected to the generator, which increases the feedback coefficient (regeneration level) at a frequency of f 1 , due to this, the harmonic level at a frequency of 2f 1 increases, and the output circuit of the generator is connected to a load at a frequency of 2f 1 . The generator feedback loop is made in the form of a microstrip resonator magnetically coupled to the slotted lines of the drain and transistor gates, and it sets the generation frequency f 1 . Thus, the generator generates a frequency of 2f 1 , while the influence of a change in the coefficient of a standing wave of the load on the frequency 2f 1 is minimal, since the connection of the load with the frequency-defining circuit of the generator is carried out through a segment of a segment of the waveguide that is beyond the reach of f 1 waves. The upper (maximum) frequency of the output oscillations of a generator [4] operating at the second harmonic is limited primarily by the geometry and feasibility of the OS circuit and does not exceed 44 GHz.

Из известных транзисторных генераторов (ТГ) СВЧ наиболее близким по технической сущности является ТГ, описанный в [1], который принят за прототип. Указанный ТГ СВЧ выполнен на полевом СВЧ-транзисторе, подключенном к цепям на основе волноводно-щелевых линий. При этом исток, затвор и сток транзистора соединены соответственно с первой, второй и третьей проводящими поверхностями, расположенными на диэлектрической подложке, помещенной в волновод по середине его широких стенок. Щели между проводящими поверхностями совместно с короткозамыкателями СВЧ в цепях затвор - исток и сток - затвор образуют волноводно-щелевые резонаторы. К цепи сток - исток подключен трансформатор, выполненный на отрезках волноводно-щелевой линии и согласующий импеданс транзистора с нагрузкой, подключенной к трансформатору через отрезок регулярного волновода. При подаче через развязывающие цепи на сток и затвор транзистора соответствующих напряжений за счет положительной обратной связи в цепи сток - затвор в волноводно-щелевом резонаторе, подключенном к цепи затвор - исток, возникают автоколебания с частотой, определяемой длиной этого резонатора. При этом частота автоколебаний определяется положением короткозамыкателя щелевой линии в цепи затвор - исток, а коэффициент обратной связи в цепи сток - затвор определяется положением короткозамыкателя щелевой линии в цепи сток - затвор. Волны с частотой колебаний f1 и частотами гармоник 2f1, 3f1 и т.д. распространяются от точки присоединения стока транзистора по волноводно-щелевой линии и отрезку регулярного волновода к согласованной нагрузке.Of the known microwave transistor generators (TG), the closest in technical essence is the TG described in [1], which is adopted as a prototype. The specified microwave TG is made on a microwave field-effect transistor connected to circuits based on slotted waveguide lines. In this case, the source, gate, and drain of the transistor are connected respectively to the first, second, and third conductive surfaces located on a dielectric substrate placed in the waveguide in the middle of its wide walls. The gaps between the conductive surfaces together with the microwave short-circuit in the gate – source and drain – gate circuits form waveguide-slot resonators. A transformer is connected to the drain-source circuit, made on segments of the slot-guide wave line and matching the impedance of the transistor with the load connected to the transformer through a section of a regular waveguide. When the corresponding voltages are supplied through the decoupling circuits to the drain and gate of the transistor due to the positive feedback in the drain - gate circuit in the waveguide-slot resonator connected to the gate - source circuit, self-oscillations arise with a frequency determined by the length of this resonator. In this case, the self-oscillation frequency is determined by the position of the gap line short circuit in the gate – source circuit, and the feedback coefficient in the drain – gate circuit is determined by the position of the gap line short circuit in the drain – gate circuit. Waves with an oscillation frequency f 1 and harmonic frequencies 2f 1 , 3f 1 , etc. propagate from the point of attachment of the drain of the transistor along the slotted waveguide line and a segment of a regular waveguide to a matched load.

Недостатком прототипа является то, что верхняя (максимальная) частота выходных колебаний генератора ограничена геометрией отрезков волноводно-щелевых линий, параметрами эквивалентной схемы транзистора и его частотными свойствами и не превышает 30 ГГц. Наряду с тем, что цепи, выполненные на волноводно-щелевых линиях, конструктивно применимы вплоть до 100 ГГц и выше, генератор-прототип [1], построенный на их основе, требует применения транзистора с низкими межэлектродными емкостями, развязывающего элемента (ферритового вентиля) в выходной цепи, специальных короткозамыкателей щелевых линий, что ограничивает возможность его реализации частотами, не превышающими 30 ГГц.The disadvantage of the prototype is that the upper (maximum) frequency of the output oscillations of the generator is limited by the geometry of the segments of the waveguide-slotted lines, the parameters of the equivalent circuit of the transistor and its frequency properties and does not exceed 30 GHz. Along with the fact that circuits made on waveguide-slotted lines are structurally applicable up to 100 GHz and higher, the prototype generator [1], built on their basis, requires the use of a transistor with low interelectrode capacitances, an isolating element (ferrite gate) in output circuit, special short-circuits of slotted lines, which limits the possibility of its implementation by frequencies not exceeding 30 GHz.

В силу того, что цепь обратной связи (ОС) в генераторе-прототипе [1] принципиально отличается от цепи ОС генератора [4], вариант подключения нагрузки через волновод, запредельный на f1, и реализации его работы на частоте 2f1 для генератора [1] неприменим.Due to the fact that the feedback circuit (OS) in the prototype generator [1] is fundamentally different from the generator OS circuit [4], the option of connecting a load through a waveguide beyond the limits of f 1 and realizing its operation at a frequency of 2f 1 for the generator [ 1] not applicable.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка конструкции недорогого транзисторного генератора СВЧ, обеспечивающего достаточно высокую частоту выходных колебаний в миллиметровом диапазоне свыше 40 ГГц с наибольшей эффективностью.The problem to which the invention is directed is the development of the design of an inexpensive microwave transistor generator that provides a sufficiently high frequency of output oscillations in the millimeter range above 40 GHz with the greatest efficiency.

Технический результат, обеспечиваемый данным изобретением, достигается тем, что разработанный транзисторный генератор СВЧ так же, как и генератор-прототип, содержит транзистор, например полевой транзистор, исток, затвор и сток которого соединены соответственно с первой, второй и третьей проводящими поверхностями, расположенными на диэлектрической подложке, помещенной в волновод посередине его широких стенок, при этом первая проводящая поверхность присоединена к одной широкой стенке волновода, а вторая и третья проводящие поверхности соединены посредством блокировочных микрополосковых LC-элементов с другой широкой со стенкой волновода и изолированы от стенки по постоянному току. Щели между упомянутыми тремя проводящими поверхностями и часть объема окружающего их волновода образуют волноводно-щелевые линии, отрезки которых являются резонансными и согласующими цепями, а именно в цепи затвор - исток образован волноводно-щелевой резонатор, в цепи затвор - сток на отрезках волноводно-щелевой линии выполнена резонансная цепь, а в цепи сток - исток волноводно-щелевая линия выполняет функцию трансформатора, согласующего импеданс транзистора с импедансом нагрузки, при этом первая, вторая и третья проводящие поверхности через LC-фильтры соединены с клеммами, к которым подключаются соответствующие полюса первого и второго источников напряжения.The technical result provided by this invention is achieved by the fact that the developed microwave transistor generator, like the prototype generator, contains a transistor, for example, a field effect transistor, the source, gate and drain of which are connected respectively to the first, second and third conductive surfaces located on a dielectric substrate placed in the waveguide in the middle of its wide walls, with the first conductive surface attached to one wide wall of the waveguide, and the second and third conductive surfaces connected by means of interlocking microstrip LC elements with another wide to the waveguide wall and isolated from the wall by direct current. The gaps between the three conducting surfaces and part of the volume of the waveguide surrounding them form waveguide-slit lines, the segments of which are resonant and matching chains, namely, in the gate-source circuit, a waveguide-cavity resonator is formed, and in the gate circuit, there is a drain on segments of the waveguide-slit line a resonant circuit is made, and in the drain-source circuit, the waveguide-slot line functions as a transformer matching the impedance of the transistor with the load impedance, while the first, second, and third conductive surfaces through LC filters are connected to the terminals to which the corresponding poles of the first and second voltage sources are connected.

Новым в разработанном транзисторном генераторе СВЧ является то, что в него дополнительно введены первый и второй сосредоточенные емкостные элементы, сосредоточенный индуктивный элемент, две резистивные поверхности и короткозамкнутый отрезок регулярного волновода, при этом первый и второй сосредоточенные емкостные элементы расположены на противолежащих краях упомянутых второй и третьей проводящих поверхностей на расстоянии вдоль щели порядка λ/4 от точек присоединения затвора и стока транзистора ко второй и третьей проводящим поверхностям, где λ - длина волны колебаний на выходе генератора с частотой 2f1. Первый и второй сосредоточенные емкостные элементы соединены между собой сосредоточенным индуктивным элементом с образованием последовательной CLC-цепи, а другая часть щели между второй и третьей проводящими поверхностями от места расположения упомянутой последовательной CLC-цепи до широкой стенки волновода образована краями упомянутых введенных двух резистивных поверхностей, другие края которых соединены со второй и третьей проводящими поверхностями, которые в свою очередь соединены с корпусом волновода через распределенную емкость упомянутых блокировочных микрополосковых LC-элементов на частоте f1. При этом блокировочные микрополосковые LC-элементы выполнены таким образом, что замыкают накоротко эти поверхности на стенку волновода на частоте выходных колебаний 2f1. Отрезок регулярного волновода, запредельный для волн с частотой f1, замкнутый на конце поперечной проводящей стенкой, разомкнутым концом подключен к волноводно-щелевому резонатору в цепи затвор - исток транзистора.New in the developed microwave transistor generator is that it additionally introduces the first and second lumped capacitive elements, a lumped inductive element, two resistive surfaces and a short-circuited section of a regular waveguide, while the first and second lumped capacitive elements are located on the opposite edges of the second and third conductive surfaces at a distance along the slit of the order of λ / 4 from the attachment points of the gate and drain of the transistor to the second and third conductive turns where λ is the wavelength of the oscillations at the output of the generator with a frequency of 2f 1 . The first and second concentrated capacitive elements are interconnected by a concentrated inductive element to form a sequential CLC circuit, and the other part of the gap between the second and third conductive surfaces from the location of said serial CLC circuit to the wide waveguide wall is formed by the edges of the two introduced resistive surfaces, others the edges of which are connected to the second and third conductive surfaces, which in turn are connected to the waveguide body through a distributed capacitance l the said locking microstrip LC elements at a frequency f 1 . In this case, the locking microstrip LC elements are made in such a way that they short-circuit these surfaces on the waveguide wall at a frequency of output oscillations of 2f 1 . A segment of a regular waveguide, prohibitive for waves with a frequency f 1 , closed at the end of a transverse conductive wall, with an open end, is connected to a waveguide-slot resonator in the gate-source circuit of the transistor.

Целесообразно в одном частном случае сосредоточенный индуктивный элемент выполнить в виде нескольких пространственно разнесенных проводников, концы которых следует соединить с первым и вторым сосредоточенными емкостными элементами.It is advisable in one particular case, the concentrated inductive element is made in the form of several spatially spaced conductors, the ends of which should be connected to the first and second concentrated capacitive elements.

Целесообразно в другом частном случае сосредоточенные емкостные элементы, а также сосредоточенный индуктивный элемент выполнить совместно методами стандартной тонкопленочной технологии на диэлектрической пластине с двухсторонней металлизацией, при этом на первой стороне пластины выполнить полоску сплошной металлизации в средней части и металлизацию, разделенную на секции, по краям, а на второй стороне пластины выполнить площадки металлизации по краям и участок поверхности без металлизации в средней части пластины, причем площадки металлизации второй стороны пластины присоединить к противолежащим краям второй и третьей проводящих поверхностей.It is advisable in another particular case, the concentrated capacitive elements, as well as the concentrated inductive element, can be performed together using standard thin-film technology on a dielectric plate with double-sided metallization, while on the first side of the plate to perform a strip of continuous metallization in the middle part and metallization divided into sections at the edges, and on the second side of the plate, perform metallization pads at the edges and a surface area without metallization in the middle part of the plate, and the pads metallization of the second side of the plate to attach to the opposite edges of the second and third conductive surfaces.

Целесообразно в третьем частном случае дополнительно ввести пространственно разнесенные проводники, например проволочные, концы которых присоединить к краям полоски сплошной металлизации на первой стороне диэлектрической пластины.It is advisable in the third particular case to additionally introduce spatially spaced conductors, for example wire, whose ends are connected to the edges of the solid metallization strip on the first side of the dielectric plate.

Целесообразно в четвертом частном случае щель между второй и третьей проводящими поверхностями выполнить со скачком ширины, при этом большую ширину имеет часть щели, которая образована краями непосредственно второй и третьей проводящих поверхностей, а меньшую ширину имеет другая часть щели, образованная краями резистивных поверхностей.In the fourth particular case, it is advisable to make the gap between the second and third conductive surfaces with a jump in width, with the part of the gap that is formed by the edges of the second and third conductive surfaces having a wider width, and the other part of the gap formed by the edges of the resistive surfaces has a smaller width.

Целесообразно в пятом частном случае в конструкцию генератора дополнительно ввести третий сосредоточенный емкостной элемент, первый варикап и третью клемму для подключения третьего источника напряжения, при этом третий сосредоточенный емкостной элемент соединить первым выводом со второй проводящей поверхностью, вторым выводом соединить с первым выводом первого варикапа и первым полюсом третьего источника напряжения, а второй вывод первого варикапа соединить с корпусом волновода и вторым полюсом третьего источника напряжения.It is advisable in the fifth particular case in the generator design to additionally introduce a third concentrated capacitive element, a first varicap and a third terminal for connecting a third voltage source, while the third concentrated capacitive element is connected with the first terminal to the second conductive surface, the second terminal is connected to the first terminal of the first varicap and the first the pole of the third voltage source, and connect the second output of the first varicap to the waveguide body and the second pole of the third voltage source.

Целесообразно в шестом частном случае дополнительно ввести четвертый сосредоточенный емкостной элемент, второй варикап и четвертую клемму для подключения четвертого источника напряжения, при этом четвертый сосредоточенный емкостной элемент соединить первым выводом с третьей проводящей поверхностью, вторым выводом соединить с первым выводом второго варикапа и первым полюсом четвертого источника напряжения, а второй вывод второго варикапа соединить с корпусом волновода и вторым полюсом четвертого источника напряжения.It is advisable in the sixth particular case to additionally introduce the fourth concentrated capacitive element, the second varicap and the fourth terminal for connecting the fourth voltage source, while the fourth concentrated capacitive element is connected by the first terminal to the third conductive surface, and the second terminal is connected to the first terminal of the second varicap and the first pole of the fourth source voltage, and the second output of the second varicap to connect with the body of the waveguide and the second pole of the fourth voltage source.

Целесообразно в седьмом частном случае в поперечной проводящей стенке, замыкающей отрезок регулярного волновода, выполнить щель, связывающую волноводно-щелевой резонатор, подключенный к цепи затвор - исток транзистора, с дополнительным внешним высокодобротным, например объемным, резонатором, настроенным на частоту 2f1.It is advisable in the seventh particular case in the transverse conducting wall that closes the segment of the regular waveguide to make a slot connecting the slotted waveguide resonator connected to the gate-source transistor circuit with an additional external high-quality, for example, volume resonator tuned to a frequency of 2f 1 .

В восьмом частном случае в качестве транзистора возможно использовать биполярный транзистор, при этом выводы его эмиттера, базы и коллектора следует соединить соответственно с первой, второй и третьей проводящими поверхностями.In the eighth particular case, it is possible to use a bipolar transistor as a transistor, while the terminals of its emitter, base, and collector should be connected to the first, second, and third conductive surfaces, respectively.

На фиг.1 представлена в разрезе конструкция разработанного транзисторного генератора СВЧ в соответствии с п.1 формулы изобретения.Figure 1 presents in section the design of the developed transistor microwave generator in accordance with claim 1.

На фиг.2 представлена эквивалентная схема генератора на частоте f1, выполненного на сосредоточенных элементах.Figure 2 presents the equivalent circuit of the generator at a frequency f 1 made on lumped elements.

На фиг.3 представлен в разрезе фрагмент конструкции разработанного транзисторного генератора СВЧ в соответствии с п.2 формулы изобретения.Figure 3 presents in section a fragment of the design of the developed transistor microwave generator in accordance with paragraph 2 of the claims.

На фиг.4 представлен в аксонометрической проекции интегрированный LC-элемент, выполненный на диэлектрической подложке в соответствии с п.3 формулы изобретения.Figure 4 presents in axonometric projection an integrated LC element made on a dielectric substrate in accordance with claim 3 of the claims.

На фиг.5 представлен вид сверху того же интегрированного LC-элемента в соответствии с п.3 формулы изобретения.Figure 5 presents a top view of the same integrated LC-element in accordance with claim 3 of the claims.

На фиг.6 представлен вид снизу того же интегрированного LC-элемента в соответствии с п.3 формулы изобретения.Figure 6 presents a bottom view of the same integrated LC-element in accordance with claim 3 of the claims.

На фиг.7 представлен вид сверху интегрированного LC-элемента, снабженного дополнительными пространственно разнесенными проводниками, например проволочными, в соответствии с п.4 формулы изобретения.7 is a top view of an integrated LC element provided with additional spatially spaced conductors, for example wire, in accordance with claim 4.

На фиг.8 представлен в разрезе фрагмент конструкции разработанного транзисторного генератора СВЧ с дополнительно введенными третьим и четвертым сосредоточенными емкостными элементами, первым и вторым варикапами, третьим и четвертым источниками напряжения в соответствии с п.6 и п.7 формулы изобретения.Fig. 8 is a sectional view of a structure of the developed microwave transistor generator with additionally introduced third and fourth concentrated capacitive elements, first and second varicaps, third and fourth voltage sources in accordance with claim 6 and claim 7.

На фиг.9 представлен в разрезе разработанный транзисторный генератор СВЧ, снабженный высокодобротным объемным резонатором в соответствии с п.8 формулы изобретения.Figure 9 presents in section a developed transistor microwave generator, equipped with a high-Q cavity resonator in accordance with paragraph 8 of the claims.

Разработанный транзисторный генератор СВЧ, представленный на фиг.1, содержит транзистор 1, например полевой, исток, затвор и сток которого соединены соответственно с первой 2, второй 3 и третьей 4 проводящими поверхностями, расположенными на диэлектрической подложке 5. Подложка 5 установлена посередине широких стенок волновода 6 и сопряженных с ним отрезков 8 и 14 регулярного волновода (симметричные половины волноводов на фиг.1 не показаны). Первая проводящая поверхность 2 присоединена к одной широкой стенке волновода 6, а вторая 3 и третья 4 проводящие поверхности соединены посредством блокировочных микрополосковых LC-элементов 12 с другой широкой стенкой волновода 6. Щели между тремя проводящими поверхностями 2, 3 и 4 и часть объема окружающего их волновода 6 образуют волноводно-щелевые линии, отрезки которых являются резонансными и согласующими цепями. Так в цепи затвор - исток образован волноводно-щелевой резонатор, в цепи затвор - сток на отрезках волноводно-щелевой линии выполнена резонансная цепь, а в цепи сток - исток волноводно-щелевая линия выполняет функцию трансформатора, согласующего импеданс транзистора 1 с импедансом нагрузки, присоединяемой к фланцу 7 отрезка 8 регулярного волновода. Вторая 3 и третья 4 проводящие поверхности снабжены резистивными поверхностями 11, расположенными симметрично вдоль щели, разделяющей поверхности 3 и 4.The developed microwave transistor generator, shown in figure 1, contains a transistor 1, for example field, source, gate and drain of which are connected respectively to the first 2, second 3 and third 4 conductive surfaces located on the dielectric substrate 5. The substrate 5 is installed in the middle of wide walls waveguide 6 and its associated segments 8 and 14 of a regular waveguide (symmetric halves of the waveguides are not shown in figure 1). The first conductive surface 2 is connected to one wide wall of the waveguide 6, and the second 3 and third 4 conductive surfaces are connected via locking microstrip LC elements 12 to another wide wall of the waveguide 6. The gaps between the three conductive surfaces 2, 3 and 4 and part of the volume of the surrounding waveguides 6 form waveguide-slotted lines, the segments of which are resonant and matching chains. So, in the gate – source circuit, a waveguide-slot resonator is formed, in the gate – drain circuit, a resonant circuit is made on segments of the waveguide – slot line, and in the drain – source circuit, the wave – gap line acts as a transformer matching the impedance of transistor 1 with the load impedance connected to flange 7 of segment 8 of the regular waveguide. The second 3 and third 4 conductive surfaces are provided with resistive surfaces 11 located symmetrically along the gap separating surfaces 3 and 4.

Противолежащие края резистивных поверхностей 11 (см. фиг.1) участвуют в образовании щели между проводящими поверхностями 3 и 4, а другие края каждой из резистивных поверхностей 11 соединены с соответствующей проводящей поверхностью 3 или 4. Противолежащие края проводящих поверхностей 3 и 4, а также двух резистивных поверхностей 11 образуют упомянутую резонансная цепь, к концу которой подключены выводы затвора и стока транзистора 1. На расстоянии порядка λ/4 вдоль указанной щели от точек присоединения затвора и стока транзистора 1, где λ - длина волны колебаний на выходе генератора с частотой 2f1, расположены первый и второй сосредоточенные емкостные элементы 9, соединенные между собой сосредоточенным индуктивным элементом 10 с образованием последовательной CLC-цепи. При этом первый вывод первого сосредоточенного емкостного элемента 9 соединен с проводящей поверхностью 3, а второй вывод соединен с первым выводом сосредоточенного индуктивного элемента 10, второй вывод которого соединен со вторым выводом второго сосредоточенного емкостного элемента 9, который своим первым выводом соединен с проводящей поверхностью 4.The opposite edges of the resistive surfaces 11 (see FIG. 1) are involved in the formation of a gap between the conductive surfaces 3 and 4, and the other edges of each of the resistive surfaces 11 are connected to the corresponding conductive surface 3 or 4. The opposite edges of the conductive surfaces 3 and 4, and two resistive surfaces 11 form the mentioned resonant circuit, to the end of which the gates of the gate and drain of the transistor 1 are connected. At a distance of the order of λ / 4 along the specified gap from the points of attachment of the gate and drain of the transistor 1, where λ is the length of us oscillation generator output with a frequency 2f 1 are disposed first and second lumped capacitive elements 9 are interconnected by a concentrated inductive element 10 to form a coherent CLC-chain. In this case, the first terminal of the first concentrated capacitive element 9 is connected to the conductive surface 3, and the second terminal is connected to the first terminal of the concentrated inductive element 10, the second terminal of which is connected to the second terminal of the second concentrated capacitive element 9, which is connected to the conductive surface 4 by its first terminal.

Отрезок регулярного волновода 14, запредельный для волн с частотой f1, замкнутый на конце поперечной проводящей стенкой 15, разомкнутым концом подключен к волноводно-щелевому резонатору в цепи затвор - исток транзистора 1. К первой 2, второй 3 и третьей 4 проводящим поверхностям через LC-фильтры 16 присоединены соответствующие полюса первого и второго источников 17 напряжения. Блокировочные микрополосковые LC-элементы 12, соединяющие вторую 3 и третью 4 проводящие поверхности с корпусом волновода 6, выполнены таким образом, что для СВЧ-сигнала на частоте f1 соединяют эти проводящие поверхности 3 и 4 с корпусом волновода через свою распределенную емкость 13, а для СВЧ-сигнала на частоте выходных колебаний 2f1 элементы 12 замыкают эти поверхности 3 и 4 с корпусом волновода 6 накоротко.A segment of a regular waveguide 14, which is prohibitive for waves with a frequency f 1 , closed at the end by a transverse conducting wall 15, with an open end, is connected to a waveguide-slot resonator in the gate-source circuit of the transistor 1. To the first 2, second 3, and third 4 conducting surfaces through LC -filters 16 are connected to the corresponding poles of the first and second voltage sources 17. Locking microstrip LC elements 12 connecting the second 3 and third 4 conductive surfaces to the waveguide housing 6 are designed so that for the microwave signal at a frequency f 1, these conductive surfaces 3 and 4 are connected to the waveguide housing through their distributed capacitance 13, and for the microwave signal at the frequency of the output oscillations 2f 1, the elements 12 short these surfaces 3 and 4 with the body of the waveguide 6 short.

Сосредоточенный индуктивный элемент 10 может быть выполнен в виде нескольких пространственно разнесенных проводников, например проволочных (см. фиг.3), концы которых соединяют с первым и вторым сосредоточенными емкостными элементами 9.The focused inductive element 10 can be made in the form of several spatially spaced conductors, for example, wire (see figure 3), the ends of which are connected to the first and second lumped capacitive elements 9.

Сосредоточенные емкостные элементы 9, а также сосредоточенный индуктивный элемент 10 могут быть в частном случае выполнены совместно методами стандартной тонкопленочной технологии на одной диэлектрической пластине 18 (см. фиг.4, 5, 6) с двухсторонней металлизацией. При этом на первой стороне пластины 18 может быть выполнена полоска 19 сплошной металлизации в средней части и металлизация, разделенная на секции 20, по краям (см. фиг.5). На второй стороне пластины 18 (см. фиг.6) следует при этом выполнить площадки 21 металлизации по краям и участок поверхности без металлизации в средней части пластины 18, причем площадки 21 металлизации второй стороны пластины следует присоединить к противолежащим краям второй 3 и третьей 4 проводящих поверхностей, выполненных на диэлектрической подложке 5.The focused capacitive elements 9, as well as the concentrated inductive element 10, can in particular be performed jointly by the methods of standard thin-film technology on a single dielectric plate 18 (see Figs. 4, 5, 6) with double-sided metallization. In this case, on the first side of the plate 18, a continuous metallization strip 19 in the middle part and a metallization divided into sections 20 at the edges can be made (see FIG. 5). On the second side of the plate 18 (see FIG. 6), metallization pads 21 at the edges and a surface area without metallization in the middle part of the plate 18 should be made, and the metallization pads 21 of the second side of the plate should be attached to the opposite edges of the second 3 and third 4 conductive surfaces made on a dielectric substrate 5.

В этом же частном случае изготовления разработанного транзисторного генератора СВЧ целесообразно дополнительно ввести пространственно разнесенные проводники 22, например проволочные (см. фиг.7). Концы пространственно разнесенных проводников 22 следует присоединить к краям полоски 19 сплошной металлизации на первой стороне диэлектрической пластины 18.In the same particular case of manufacturing the developed microwave transistor generator, it is advisable to additionally introduce spatially spaced conductors 22, for example, wire (see Fig.7). The ends of the spatially separated conductors 22 should be attached to the edges of the solid metallization strip 19 on the first side of the dielectric plate 18.

В четвертом частном случае изготовления генератора возможно щель между второй 3 и третьей 4 проводящими поверхностями выполнить со скачком ширины, при этом большую ширину имеет часть щели, которая образована краями непосредственно второй 3 и третьей 4 проводящих поверхностей, а меньшую ширину имеет другая часть щели, образованная краями резистивных поверхностей 11 (см. фиг.9).In the fourth particular case of the manufacture of the generator, it is possible to make a gap between the second 3 and third 4 conductive surfaces with a jump in width, while the part of the gap that is formed by the edges directly of the second 3 and third 4 conductive surfaces has a greater width, and the other part of the gap formed by the smaller width the edges of the resistive surfaces 11 (see Fig.9).

В пятом частном случае изготовления генератора возможно в его конструкцию дополнительно ввести третий сосредоточенный емкостной элемент 23, первый варикап 24 и третью клемму 25 для подключения третьего источника напряжения (не показан), при этом третий сосредоточенный емкостной элемент 23 необходимо соединить первым выводом со второй проводящей поверхностью 3, вторым выводом соединить с первым выводом первого варикапа 24 и первым полюсом третьего источника напряжения, а второй вывод первого варикапа 24 соединить с корпусом волновода 6 и вторым полюсом третьего источника напряжения (см. фиг.8).In the fifth particular case of manufacturing the generator, it is possible to additionally introduce a third concentrated capacitive element 23, a first varicap 24 and a third terminal 25 for connecting a third voltage source (not shown) into its design, while the third concentrated capacitive element 23 must be connected with the first terminal to the second conductive surface 3, connect the second output to the first output of the first varicap 24 and the first pole of the third voltage source, and connect the second output of the first varicap 24 to the body of the waveguide 6 and sec the pole of the third voltage source (see Fig. 8).

В шестом частном случае изготовления генератора возможно в его конструкцию дополнительно ввести четвертый сосредоточенный емкостной элемент 26, второй варикап 27 и четвертую клемму 28 для подключения четвертого источника напряжения (не показан), при этом четвертый сосредоточенный емкостной элемент 26 соединить первым выводом с третьей проводящей поверхностью 4, вторым выводом соединить с первым выводом второго варикапа 27 и первым полюсом четвертого источника напряжения, а второй вывод второго варикапа соединить с корпусом волновода 6 и вторым полюсом четвертого источника напряжения (см. фиг.8).In the sixth particular case of manufacturing the generator, it is possible to additionally introduce a fourth concentrated capacitive element 26, a second varicap 27 and a fourth terminal 28 for connecting a fourth voltage source (not shown), and connect the fourth concentrated capacitive element 26 with the first terminal to the third conductive surface 4 , connect the second output to the first output of the second varicap 27 and the first pole of the fourth voltage source, and connect the second output of the second varicap to the body of the waveguide 6 and W the right pole of the fourth voltage source (see Fig. 8).

Целесообразно в седьмом частном случае в поперечной проводящей стенке 15, замыкающей отрезок 14 регулярного волновода, выполнить щель 29, связывающую волноводно-щелевой резонатор, подключенный к цепи затвор - исток транзистора 1, с дополнительным внешним высокодобротным объемным резонатором 30, настроенным на частоту 2f1 (см. фиг.9).It is advisable in the seventh particular case in the transverse conductive wall 15, closing the segment 14 of the regular waveguide, to make a slit 29 connecting the waveguide-slot resonator connected to the gate-source circuit of the transistor 1 with an additional external high-quality cavity resonator 30 tuned to the frequency 2f 1 ( see Fig. 9).

В восьмом частном случае изготовления генератора возможно в качестве транзистора 1 использовать биполярный транзистор, при этом выводы его эмиттера, базы и коллектора следует соединить соответственно с первой 2, второй 3 и третьей 4 проводящими поверхностями.In the eighth particular case of manufacturing the generator, it is possible to use a bipolar transistor as transistor 1, while the conclusions of its emitter, base, and collector should be connected to the first 2, second 3, and third 4 conductive surfaces, respectively.

В реально изготовленном варианте разработанного транзисторного генератора СВЧ в качестве транзистора 1 использован полевой транзистор Filtronic FPDA 200 V. На диэлектрической подложке 5 из лейкосапфира с размерами 2×3,8×0,2 мм сформированы стандартными методами тонкопленочной технологии первая 2, вторая 3 и третья 4 проводящие поверхности и две резистивные поверхности 11. Подложка 5 размещена в канале волновода 6 сечением 2,6×1,3 мм посередине его широких стенок (см. фиг.1). Короткозамкнутые отрезки 8 и 14 регулярного волновода имеют сечение 5,2×2,6 мм. Два сосредоточенных емкостных элемента 9 и индуктивный элемент 10 выполнены совместно в соответствии с п.3 и п.4 формулы изобретения (см. фиг.4, 5, 6, 7) с двумя дополнительными пространственно разнесенными проводниками 22 методами обычной тонкопленочной технологии. Диэлектрическая пластина 18 (см. фиг.4, 5, 6) имеет размеры 0,3×0,9×0,15 мм. Емкости сосредоточенных элементов 9 составляют 0,3 пФ, распределенные емкости 13 (фиг.2) блокировочных элементов 12 составляют 0,8 пФ. При этом получены следующие параметры генератора:In the actually manufactured version of the developed microwave transistor generator, the Filtronic FPDA 200 V transistor 1 was used. On a dielectric substrate 5, leucosapphire with dimensions 2 × 3.8 × 0.2 mm was formed by standard methods of thin-film technology, the first 2, second 3, and third 4 conductive surfaces and two resistive surfaces 11. The substrate 5 is placed in the channel of the waveguide 6 with a cross section of 2.6 × 1.3 mm in the middle of its wide walls (see figure 1). The short-circuited segments 8 and 14 of the regular waveguide have a cross section of 5.2 × 2.6 mm. Two lumped capacitive elements 9 and inductive element 10 are made together in accordance with claim 3 and claim 4 of the claims (see Figs. 4, 5, 6, 7) with two additional spatially separated conductors 22 using conventional thin-film technology. The dielectric plate 18 (see FIGS. 4, 5, 6) has dimensions of 0.3 × 0.9 × 0.15 mm. The capacitances of the concentrated elements 9 are 0.3 pF, the distributed capacities 13 (FIG. 2) of the blocking elements 12 are 0.8 pF. The following generator parameters were obtained:

Частота 2f1 на выходе генератора 53,37 ГГцFrequency 2f 1 at the output of the generator 53.37 GHz

Мощность на выходе сигнала 10,2 мВтPower output 10.2 mW

Напряжение питания сток - исток транзистора 4,7 ВSupply voltage drain - source of transistor 4.7 V

Ток стока транзистора 27 мАTransistor drain current 27 mA

Коэффициент полезного действия 8%Coefficient of performance 8%

Разработанный транзисторный генератор СВЧ, представленный на фиг.1, работает следующим образом. При подаче от двух внешних источников питания (не показаны) через клеммы 17 и фильтры 16 на электроды транзистора 1 соответствующих напряжений в цепях стока и затвора возникают автоколебания электромагнитного поля. Генератор на частоте колебаний f1 построен по известной схеме генератора Колпитца [2], в котором транзистор 1 включен по схеме с общим истоком (см. фиг.2). Частота f1 генерируемых колебаний и уровень регенерации в цепи положительной обратной связи определяются сочетанием величин сосредоточенных LC-элементов 9, 10 и величинами распределенных емкостей 13, кроме того, в LC-цепь элементов 9 и 10 включена реактивность щели между второй 3 и третьей 4 проводящими поверхностями. Так как на частоте f1 блокировочные элементы 12 не замыкают на широкую стенку волновода 6 проводящие поверхности 3 и 4, то волноводно-щелевые линии вдоль оси волновода 6 колебаниями с частотой f1 в цепи стока не возбуждаются и волны с частотой колебаний f1 по ним не распространяются.The developed microwave transistor generator, shown in figure 1, operates as follows. When applied from two external power sources (not shown) through terminals 17 and filters 16 to the electrodes of transistor 1 of the corresponding voltages in the drain and gate circuits, self-oscillations of the electromagnetic field occur. The oscillator at an oscillation frequency f 1 is constructed according to the well-known Kolpitz oscillator circuit [2], in which the transistor 1 is connected according to a circuit with a common source (see FIG. 2). The frequency f 1 of the generated oscillations and the regeneration level in the positive feedback circuit are determined by a combination of the values of the concentrated LC elements 9, 10 and the values of the distributed capacities 13, in addition, the reactivity of the gap between the second 3 and third 4 conductive elements is included in the LC circuit of the elements 9 and 10 surfaces. Since at the frequency f 1 the blocking elements 12 do not short the conductive surfaces 3 and 4 to the wide wall of the waveguide 6, the slotted waveguide lines along the axis of the waveguide 6 are not excited by oscillations with a frequency f 1 in the drain circuit and waves with an oscillation frequency f 1 are do not apply.

Таким образом, энергия колебаний с частотой f1 локализована в сосредоточенных элементах 9 и 10 и в распределенных емкостях 13 блокировочных элементов 12. В то же время генерируемые на нелинейностях транзистора 1 высшие гармоники колебаний частоты f1 могут возбуждать упомянутые волноводно-щелевые линии. В частности, при условии того, что на частоте 2f1 блокировочные элементы 12 замыкают проводящие поверхности 3 и 4 на широкую стенку волновода 6 накоротко и поскольку волновод 6 в сочетании с подложкой 5 не является запредельным для волн с частотой колебаний 2f1, то вдоль оси волновода 6 от точки подключения стока транзистора 1 к проводящей поверхности 4 волна с частотой колебаний 2f1 будет распространяться в обе стороны по волноводно-щелевой линии. В одну сторону от точки подключения стока по волноводно-щелевому трансформатору (см. фиг.1) к отрезку 8 регулярного волновода до нагрузки, подключенной к фланцу 7.Thus, the oscillation energy with a frequency f 1 is localized in the lumped elements 9 and 10 and in the distributed capacities 13 of the blocking elements 12. At the same time, the higher harmonics of the oscillations of the frequency f 1 generated on the nonlinearities of the transistor 1 can excite the aforementioned slotted waveguide lines. In particular, provided that at a frequency of 2f 1 the blocking elements 12 close the conductive surfaces 3 and 4 to the wide wall of the waveguide 6 shortly and since the waveguide 6 in combination with the substrate 5 is not transcendent for waves with an oscillation frequency of 2f 1 , then along the axis waveguide 6 from the connection point of the drain of the transistor 1 to the conductive surface 4, a wave with an oscillation frequency of 2f 1 will propagate in both directions along the waveguide-slot line. One way from the point of connection of the drain through the waveguide-slot transformer (see Fig. 1) to the segment 8 of the regular waveguide to the load connected to the flange 7.

В другую сторону от точки подключения стока волна с частотой колебаний 2f1 будет распространяться к точке подключения затвора транзистора 1 к проводящей поверхности 3. При этом реактивность щелевой линии, подключенной к выводам затвора и стока, обусловленная скачком проводимости резистивных поверхностей 11, образует между стоком и затвором цепь положительной обратной связи на частоте 2f1.To the other side of the drain connection point, a wave with an oscillation frequency of 2f 1 will propagate to the connection point of the gate of the transistor 1 to the conductive surface 3. In this case, the reactivity of the slit line connected to the gate and drain terminals, due to a jump in the conductivity of the resistive surfaces 11, forms between the drain and shutter positive feedback circuit at a frequency of 2f 1 .

При настройке волноводно-щелевого резонатора в цепи затвор - исток в резонанс с колебаниями частоты 2f1 путем перемещения поперечной проводящей стенки 15 вдоль отрезка 14 регулярного волновода возникает и поддерживается режим регенеративного усиления транзистором 1 генерируемых им же колебаний гармоники с частотой 2f1. При этом значение частоты 2f1 может быть близким к предельной частоте fт генерации транзистора 1. Вместе с тем на нелинейностях р-n перехода затвор - исток происходит преобразование колебаний волноводно-щелевого резонатора с частотой 2f1 и колебаний генератора на сосредоточенных элементах с частотой f1 по закону 2f1-f1=f1 таким образом, что колебания в указанном резонаторе с частотой 2f1 и колебания в указанном генераторе с частотой f1 синхронизируются. Это обеспечивает стабильность режима регенеративного усиления транзистором 1 колебаний с частотой 2f1.When tuning the waveguide-slot resonator in the gate-source circuit to resonance with frequency fluctuations 2f 1 by moving the transverse conductive wall 15 along the segment 14 of the regular waveguide, the mode of regenerative amplification by transistor 1 of the harmonic oscillations generated by it with the frequency 2f 1 arises and is maintained. In this case, the frequency value 2f 1 can be close to the limiting frequency f t of the generation of transistor 1. At the same time, on the nonlinearities of the pn junction of the gate-source, the oscillations of the waveguide-slot resonator with a frequency of 2f 1 and the oscillations of the generator on concentrated elements with a frequency f 1 according to the law 2f 1 -f 1 = f 1 so that the oscillations in the specified resonator with a frequency of 2f 1 and the oscillations in the specified generator with a frequency f 1 are synchronized. This ensures the stability of the regenerative amplification mode by the transistor 1 of oscillations with a frequency of 2f 1 .

Следует отметить, что рассогласование полного сопротивления нагрузки, подключенной к фланцу 7 на частоте 2f1, мало смещает частоту f1 (а следовательно, и 2f1), так как реактивность нагрузки не связана с эквивалентной схемой генератора на сосредоточенных элементах на частоте f1. При этом смещение частоты 2f1 происходит лишь за счет изменения нелинейных параметров транзистора 1 (естественно входящих в эквивалентную схему генератора f1), наступающего при изменении на его электродах уровня мощности колебаний с частотой 2f1, обусловленного изменением условий согласования выходной цепи генератора с нагрузкой. Паразитные полосы регенеративного усиления транзистора 1 исключаются введением в цепь обратной связи сток - затвор транзистора 1 цепи селективного поглощения, выполненной на щели, образованной краями двух резистивных поверхностей 11. К резистивным поверхностям 11 подведено напряжение от клемм 17 двух внешних источников постоянного напряжения (не показаны). Образованные при этом резистивные R-элементы, соединенные с LC-элементами фильтров 16 цепей питания, исключают возникновение в генераторе на сосредоточенных элементах паразитных колебаний на низких частотах. Таким образом, в разработанном транзисторном генераторе СВЧ в отличие от прототипа, во-первых, частота колебаний на выходе генератора может быть близка к предельной частоте fт генерации транзистора при высокой эффективности (выходной мощности) за счет регенеративного усиления транзистором колебаний с частотой 2f1, во-вторых, элементы 9 и 10 установки частоты имеют приемлемую для обычной тонкопленочной технологии геометрию и, в-третьих, достигнуто уменьшение смещения частоты выходных колебаний 2f1 от уровня рассогласования нагрузки. Следовательно, разработанная конструкция транзисторного генератора СВЧ позволяет решить поставленную задачу.It should be noted that the mismatch in the load impedance connected to the flange 7 at a frequency of 2f 1 slightly shifts the frequency f 1 (and therefore, 2f 1 ), since the load reactivity is not related to the equivalent circuit of the generator on lumped elements at a frequency f 1 . In this case, the frequency shift 2f 1 occurs only due to a change in the nonlinear parameters of transistor 1 (naturally included in the equivalent circuit of the generator f 1 ), which occurs when the oscillation power level changes at its electrodes with a frequency of 2f 1 , due to a change in the conditions for matching the generator output circuit with the load. The stray bands of the regenerative amplification of transistor 1 are eliminated by introducing into the feedback loop of the drain - gate of transistor 1 a selective absorption circuit formed on a slit formed by the edges of two resistive surfaces 11. Voltage is applied to resistive surfaces 11 from terminals 17 of two external DC voltage sources (not shown) . The resistive R elements formed in this case, connected to the LC elements of the filters 16 of the power supply circuit, exclude the occurrence of spurious oscillations in the generator at the concentrated elements at low frequencies. Thus, in the developed microwave transistor generator, in contrast to the prototype, firstly, the oscillation frequency at the generator output can be close to the limit frequency f t of the transistor generation at high efficiency (output power) due to the regenerative amplification by the transistor of oscillations with a frequency of 2f 1 , secondly, the frequency setting elements 9 and 10 have a geometry acceptable for conventional thin-film technology and, thirdly, a decrease in the frequency offset of the output oscillations 2f 1 from the level of load mismatch is achieved. Therefore, the developed design of the microwave transistor generator allows us to solve the problem.

В частных случаях реализации разработанного транзисторного генератора СВЧ в соответствии с зависимыми пунктами 2-9 формулы изобретения принцип работы разработанного генератора не меняется, но к указанному выше основному техническому результату добавляются частные технические результаты.In special cases of the implementation of the developed microwave transistor generator in accordance with dependent paragraphs 2-9 of the claims, the principle of operation of the developed generator does not change, but private technical results are added to the above main technical result.

Так для обеспечения возможности точной установки частоты f1 генератора целесообразно выполнить сосредоточенный индуктивный элемент 10 (см. фиг.3) в виде нескольких пространственно разнесенных проводников в соответствии с п.2 формулы изобретения. При этом установка частоты f1 осуществляется за счет изменения индуктивности элемента 10 и производится путем изменения числа пространственно разнесенных проводников и их взаимного расположения.So to enable accurate setting of the frequency f 1 of the generator, it is advisable to perform a concentrated inductive element 10 (see figure 3) in the form of several spatially spaced conductors in accordance with claim 2. In this case, the frequency f 1 is set by changing the inductance of the element 10 and is made by changing the number of spatially spaced conductors and their relative position.

Для достижения предельно высоких значений частоты колебаний f1 и частоты выходных колебаний 2f1 в разработанном генераторе два сосредоточенных элемента 9 и сосредоточенный индуктивный элемент 10 целесообразно выполнить совместно методами обычной тонкопленочной технологии на диэлектрической пластине 18, имеющей двухстороннюю металлизацию в соответствии с п.3 формулы изобретения (см. фиг.4, 5, 6). При этом первая сторона пластины 18 имеет полоску 19 сплошной металлизации в средней части и металлизацию, разделенную щелями на секции 20 по краям (фиг.4, 5). Вторая сторона пластины 18 имеет площадки 21 металлизации по краям и участок без металлизации в средней части (фиг.6). Пластинка 18 устанавливается вместо элементов 9 и 10 на фиг.1 таким образом, что к проводящим поверхностям 3 и 4 присоединяются площадки 21 металлизации второй стороны пластины 18. Установка частоты колебаний f1 генератора производится соединением секций 20 с полоской 19 сплошной металлизации (см. фиг.5, 6). При этом сосредоточенная индуктивность увеличивается, растет и емкость между краями полоски 19 металлизации на первой стороне пластины 18 и площадками 21 металлизации на второй стороне пластины 18.To achieve extremely high values of the oscillation frequency f 1 and the frequency of the output oscillations 2f 1 in the developed generator, two concentrated elements 9 and a concentrated inductive element 10 are expediently performed jointly by the methods of conventional thin-film technology on a dielectric plate 18 having two-sided metallization in accordance with claim 3 (see figures 4, 5, 6). In this case, the first side of the plate 18 has a strip 19 of continuous metallization in the middle part and metallization divided by slots into sections 20 along the edges (Figs. 4, 5). The second side of the plate 18 has a metallization pad 21 at the edges and a plot without metallization in the middle part (Fig.6). The plate 18 is installed instead of the elements 9 and 10 in Fig. 1 in such a way that the metallization pads 21 of the second side of the plate 18 are connected to the conductive surfaces 3 and 4. The oscillation frequency f 1 of the generator is set by connecting the sections 20 to the solid metallization strip 19 (see Fig. .5, 6). In this case, the concentrated inductance increases, and the capacitance between the edges of the metallization strip 19 on the first side of the plate 18 also grows and the metallization pads 21 on the second side of the plate 18.

В результате частота колебаний f1 генератора уменьшается. С целью увеличения частоты колебаний f1 генератора следует уменьшить индуктивность полоски 19 сплошной металлизации на первой стороне пластины 18, для чего вводятся пространственно разнесенные проводники 22, например проволочные (см. фиг.7), присоединенные к краям полоски 19 металлизации в соответствии с п.4 формулы изобретения.As a result, the oscillation frequency f 1 of the generator decreases. In order to increase the oscillation frequency f 1 of the generator, the inductance of the solid metallization strip 19 on the first side of the plate 18 should be reduced, for which spatially separated conductors 22 are introduced, for example, wire (see Fig. 7) connected to the edges of the metallization strip 19 in accordance with 4 claims.

Результирующая индуктивность, а следовательно, и частота колебаний f1 определяется числом и взаимным расположением проволочных проводников 22.The resulting inductance, and therefore the oscillation frequency f 1 is determined by the number and relative position of the wire conductors 22.

Для обеспечения большей величины коэффициента положительной обратной связи в цепи сток - затвор транзистора 1 (что обеспечивает рост мощности колебаний частоты 2f1 на выходе генератора) к скачку проводимости поверхностей 3, 4 и резистивных поверхностей 11, образующих своими краями упомянутую щелевую линию, соединенную с затвором и стоком транзистора 1, добавляется скачок ширины (скачок волнового сопротивления) упомянутой щели. При этом скачок проводимости поверхностей 3, 4 и 11 и скачок ширины щели пространственно совмещены (см. фиг.9), причем большую ширину имеет щель между проводящими поверхностями 3 и 4, а меньшую ширину - между резистивными поверхностями 11.To ensure a larger positive feedback coefficient in the drain-gate circuit of transistor 1 (which ensures an increase in the power of oscillations of frequency 2f 1 at the output of the generator) to a jump in the conductivity of surfaces 3, 4 and resistive surfaces 11, forming with their edges the slotted line connected to the gate and by the drain of transistor 1, a jump in width (jump in wave resistance) of the aforementioned slit is added. In this case, the jump in the conductivity of surfaces 3, 4, and 11 and the jump in the width of the slit are spatially aligned (see Fig. 9), the gap between the conducting surfaces 3 and 4 having a larger width and the smaller width between the resistive surfaces 11.

Введение сосредоточенного емкостного элемента 23 и варикапа 24 в схему генератора на сосредоточенных элементах в соответствии с п.6 формулы изобретения (см. фиг.8) позволяет при изменении напряжения подключенного к ним через клеммы 25 третьего внешнего дополнительного источника осуществлять электронную перестройку частоты f1, а следовательно, и частоты выходных колебаний 2f1. При этом результирующая емкость варикапа 24 и сосредоточенного емкостного элемента 23 подключается параллельно распределенной емкости 13, включенной между затвором и истоком транзистора 1 (см. фиг.2).The introduction of a concentrated capacitive element 23 and varicap 24 into the lumped element generator circuit in accordance with paragraph 6 of the claims (see Fig. 8) allows, when the voltage of the third external auxiliary source connected to them through the terminals 25 to be changed, to carry out electronic frequency tuning f 1 , and consequently, the frequencies of the output oscillations 2f 1 . In this case, the resulting capacitance of the varicap 24 and the lumped capacitive element 23 is connected in parallel to the distributed capacitance 13 connected between the gate and the source of the transistor 1 (see Fig. 2).

При введении в конструкцию генератора сосредоточенного емкостного элемента 26 и варикапа 27 в соответствии с п.7 формулы изобретения (см. фиг.8) возможно расширить диапазон электронной перестройки частоты выходных колебаний 2f1 генератора путем изменения напряжения подключенного через клеммы 28 четвертого внешнего источника. Одновременно с этим обеспечивается необходимое для сохранения постоянной выходной мощности изменение коэффициента положительной обратной связи генератора частоты f1 на сосредоточенных элементах. В этом случае результирующая емкость сосредоточенного емкостного элемента 26 и варикапа 27 подключается параллельно распределенной емкости 13, включенной между стоком и истоком транзистора 1.With the introduction of a concentrated capacitive element 26 and varicap 27 into the design of the generator in accordance with claim 7 of the claims (see Fig. 8), it is possible to expand the range of electronic tuning of the frequency of the output oscillations 2f 1 of the generator by changing the voltage of the fourth external source connected via terminals 28. At the same time, the change necessary for maintaining a constant output power is provided for the positive feedback coefficient of the frequency generator f 1 on lumped elements. In this case, the resulting capacitance of the concentrated capacitive element 26 and varicap 27 is connected in parallel to the distributed capacitance 13 connected between the drain and the source of the transistor 1.

С целью стабилизации частоты выходных колебаний 2f1 разработанного генератора и снижения уровня его амплитудных и фазовых шумов в поперечной проводящей стенке 15, замыкающей отрезок 14 регулярного волновода, подключенного к волноводно-щелевому резонатору в цепи затвор - исток, выполняется щель 29, связывающая указанный волноводно-щелевой резонатор с дополнительным высокодобротным, например, объемным резонатором 30, настроенным на частоту 2f1 (см. фиг.9). При этом в рассмотренных выше процессах регенеративного усиления и синхронизации, колебания с частотой 2f1 цепи затвор - исток формируются высокодобротным объемным резонатором 30, что и обеспечивает достижение технического результата в восьмом частном случае изготовления генератора.In order to stabilize the frequency of the output oscillations 2f 1 of the developed generator and reduce the level of its amplitude and phase noise in the transverse conductive wall 15, which closes the segment 14 of the regular waveguide connected to the waveguide-slot resonator in the gate-source circuit, a slot 29 is made that connects the specified waveguide slot resonator with an additional high-quality, for example, cavity resonator 30 tuned to a frequency of 2f 1 (see Fig. 9). Moreover, in the above processes of regenerative amplification and synchronization, oscillations with a frequency of 2f 1 gate-source circuits are formed by a high-quality cavity resonator 30, which ensures the achievement of a technical result in the eighth particular case of manufacturing a generator.

При необходимости создания транзисторного генератора СВЧ с предельно низким уровнем амплитудных и фазовых шумов при невысоких требованиях к максимальной частоте выходных колебаний 2f1 в разработанной конструкции транзисторного генератора целесообразно в качестве транзистора 1 использовать биполярный транзистор в соответствии с п.9 формулы изобретения, поскольку вносимые им шумы ниже, чем у полевых транзисторов.If it is necessary to create a microwave transistor generator with an extremely low level of amplitude and phase noise with low requirements for the maximum frequency of output oscillations 2f 1 in the developed transistor generator design, it is advisable to use a bipolar transistor 1 in accordance with claim 9, since the noise introduced by it lower than field-effect transistors.

Источники информацииSources of information

1. H. Meinel "A30GHz FET oscillator using fin line circuitry", in 11th European Microwave Conf. Dig. (Amsterdam), Sept. 1981, pp. 297-300.1. H. Meinel "A30GHz FET oscillator using fin line circuitry", in 11 th European Microwave Conf. Dig. (Amsterdam), Sept. 1981, pp. 297-300.

2. D.W. Maki, J.M. Schellenberg, H. Yamasaki and L.C.T. Liu "A69GHz monolithic FET oscillator" IEEE microwave and millimeter-wave monolithic symposium, 29 - 30 May, 1984, pp. 62-66.2. D.W. Maki, J.M. Schellenberg, H. Yamasaki and L.C.T. Liu "A69GHz monolithic FET oscillator" IEEE microwave and millimeter-wave monolithic symposium, 29 - 30 May, 1984, pp. 62-66.

3. Ashok К. Talwar "Ka-Band FET Oscillator". IEEE Transactions on microwave theory and techniques, vol. MTT-33, No.8, August 1985, pp. 731-734.3. Ashok K. Talwar "Ka-Band FET Oscillator". IEEE Transactions on microwave theory and techniques, vol. MTT-33, No.8, August 1985, pp. 731-734.

4. A. Jacob and C. Ansorge "Stabilized fin-line FET oscillators" in 13th European Microwave Conf. Dig. (Nuernberg) Sept. 1983, pp.303-307.4. A. Jacob and C. Ansorge "Stabilized fin-line FET oscillators" in 13 th European Microwave Conf. Dig. (Nuernberg) Sept. 1983, pp. 303-307.

5. H.Q. Tserhg, B. Kim "Q-band Ga As MES FET oscillator with 30% efficiency". Electronics Letters IEE 21 January, 1988, Vol.24, № 2, pp.83, 84.5. H.Q. Tserhg, B. Kim "Q-band Ga As MES FET oscillator with 30% efficiency". Electronics Letters IEE 21 January, 1988, Vol.24, No. 2, pp. 83, 84.

6. H.Q. Tserhg, B. Kim "Q-band Ga As FET oscillator". Electronics Letters 29 March 1984, Vol.20, № 7, pp. 297-298.6. H.Q. Tserhg, B. Kim "Q-band Ga As FET oscillator". Electronics Letters 29 March 1984, Vol.20, No. 7, pp. 297-298.

7. Franz X. Sinnesbichler, Bemhard Hautz and Gerhard R. Olbrich. "A Si/SiGe Oscillator at 58GHz" IEEE Microwave and guarded wave letters. Vol.10, № 4, April 2000.7. Franz X. Sinnesbichler, Bemhard Hautz and Gerhard R. Olbrich. "A Si / SiGe Oscillator at 58GHz" IEEE Microwave and guarded wave letters. Vol. 10, No. 4, April 2000.

8. European Patent заявка 0250301, опубл. 23.12.87.8. European Patent Application 0250301, publ. 12/23/87.

9. SU 1376214, М.кл. Н 03 В 5/18, опубл. 23.02.88. С.Ф. Каштанов, Л.Ф. Ольшанский, Г.Н. Шеламов. Генератор.9. SU 1376214, M.C. H 03 B 5/18, publ. 02/23/88. S.F. Kashtanov, L.F. Olshansky, G.N. Shelamov. Generator.

10. JP заявка №61-19126, приор. 20.08.79, опубл. 15.05.86. Транзисторный генератор.10. JP application No. 61-19126, prior. 08/20/79, publ. 05/15/86. Transistor generator.

Claims (8)

1. Транзисторный генератор СВЧ, содержащий транзистор, например полевой, исток, затвор и сток которого соединены соответственно с первой, второй и третьей проводящими поверхностями, расположенными на диэлектрической подложке, помещенной в волновод посредине его широких стенок, при этом первая проводящая поверхность присоединена к одной широкой стенке волновода, а вторая и третья проводящие поверхности соединены посредством блокировочных микрополосковых LC элементов с другой широкой стенкой волновода, щели же между упомянутыми тремя проводящими поверхностями и часть объема окружающего их волновода образуют волноводно-щелевые линии, отрезки которых выполняют функцию волноводно-щелевых резонаторов в цепях затвор-исток и затвор-сток, а в цепи сток-исток подключаются как трансформатор, согласующий импеданс транзистора с импедансом нагрузки, причем первая, вторая и третья проводящие поверхности через LC фильтры соединены с клеммами, к которым подключаются соответствующие полюса первого и второго источников напряжения, отличающийся тем, что в него дополнительно введены первый и второй сосредоточенные емкостные элементы, сосредоточенный индуктивный элемент, две резистивные поверхности и короткозамкнутый отрезок регулярного волновода, при этом первый и второй сосредоточенные емкостные элементы расположены на противолежащих краях упомянутых второй и третьей проводящих поверхностей на расстоянии вдоль щели порядка λ/4 от точек присоединения затвора и стока транзистора ко второй и третьей проводящим поверхностям, где λ - длина волны колебаний на выходе генератора с частотой 2f1, причем первый и второй сосредоточенные емкостные элементы соединены между собой сосредоточенным индуктивным элементом, образуя последовательную СLC цепь, а другая часть щели между второй и третьей проводящими поверхностями от места расположения упомянутой последовательной СLC цепи до широкой стенки волновода образована краями упомянутых введенных двух резистивных поверхностей, другие края которых соединены со второй и третьей проводящими поверхностями, которые, в свою очередь, соединены с корпусом волновода через распределенную емкость упомянутых блокировочных микрополосковых LC элементов на частоте f1, при этом блокировочные микрополосковые LC элементы выполнены таким образом, что замыкают накоротко эти поверхности на широкую стенку волновода на частоте 2f1, короткозамкнутый же отрезок регулярного волновода, запредельный для волн с частотой колебаний f1, замкнут на одном конце поперечной проводящей стенкой, а разомкнутым концом подключен к волноводно-щелевому резонатору в цепи затвор-исток транзистора.1. A transistor microwave generator containing a transistor, for example a field one, a source, a gate and a drain which are connected respectively to the first, second and third conductive surfaces located on a dielectric substrate placed in the waveguide in the middle of its wide walls, while the first conductive surface is connected to one wide wall of the waveguide, and the second and third conductive surfaces are connected by means of interlocking microstrip LC elements with another wide wall of the waveguide, but the gap between the three the guiding surfaces and part of the volume of the waveguide surrounding them form waveguide-slotted lines, the segments of which serve as waveguide-slotted resonators in the gate-source and gate-drain circuits, and are connected in the drain-source circuit as a transformer matching the transistor's impedance with the load impedance, moreover the first, second and third conductive surfaces through LC filters are connected to terminals to which the corresponding poles of the first and second voltage sources are connected, characterized in that the first and second concentrated capacitive elements, a concentrated inductive element, two resistive surfaces and a short-circuited segment of a regular waveguide, while the first and second concentrated capacitive elements are located on the opposite edges of the second and third conductive surfaces at a distance along the slit of the order of λ / 4 from the gate attachment points and the drain of the transistor to the second and third conductive surfaces, where λ - wavelength oscillation at the oscillator output with a frequency 2f 1, wherein the first and second with sparse capacitive elements are interconnected by a concentrated inductive element, forming a sequential CLC circuit, and the other part of the gap between the second and third conductive surfaces from the location of the said serial CLC circuit to the wide waveguide wall is formed by the edges of the introduced two resistive surfaces, the other edges of which are connected to the second and third conductive surfaces, which, in turn, are connected to the waveguide body through a distributed capacitance of the aforementioned of microstrip LC elements at a frequency f 1 , while the blocking microstrip LC elements are made in such a way that they short-circuit these surfaces onto a wide wall of the waveguide at a frequency of 2f 1 , while the short-circuited segment of the regular waveguide, which is prohibitive for waves with the frequency of oscillations f 1 , is closed one end of the transverse conductive wall, and the open end is connected to the waveguide-slot resonator in the gate-source circuit of the transistor. 2. Транзисторный генератор СВЧ по п.1, отличающийся тем, что сосредоточенный индуктивный элемент выполнен в виде нескольких пространственно разнесенных проводников, концы которых соединены с первым и вторым сосредоточенными емкостными элементами.2. The microwave transistor generator according to claim 1, characterized in that the concentrated inductive element is made in the form of several spatially spaced conductors, the ends of which are connected to the first and second concentrated capacitive elements. 3. Транзисторный генератор СВЧ по п.1, отличающийся тем, что первый и второй сосредоточенные емкостные элементы, а также первый сосредоточенный индуктивный элемент выполнены совместно методами тонкопленочной технологии на диэлектрической пластине с двухсторонней металлизацией, при этом первая сторона пластины имеет полоску сплошной металлизации в средней части и металлизацию, разделенную на секции, по краям, вторая сторона пластины имеет площадки металлизации по краям и участок поверхности без металлизации посредине, причем площадки металлизации второй стороны пластины присоединены к упомянутым противолежащим краям второй и третьей проводящих поверхностей.3. The microwave transistor generator according to claim 1, characterized in that the first and second concentrated capacitive elements, as well as the first concentrated inductive element are made together by thin-film technology on a dielectric plate with double-sided metallization, while the first side of the plate has a continuous metallization strip in the middle parts and metallization, divided into sections, at the edges, the second side of the plate has a metallization area at the edges and a surface area without metallization in the middle, and etallizatsii second side plates are attached to opposing edges of said second and third conductive surfaces. 4. Транзисторный генератор СВЧ по п.3, отличающийся тем, что в него дополнительно введены пространственно разнесенные проводники, например, проволочные, концы которых присоединены к краям полоски сплошной металлизации на первой стороне диэлектрической пластины.4. The microwave transistor generator according to claim 3, characterized in that spatially spaced conductors, for example, wire, whose ends are connected to the edges of the solid metallization strip on the first side of the dielectric plate, are additionally introduced into it. 5. Транзисторный генератор СВЧ по п.1, отличающийся тем, что щель, образованная краями второй проводящей, третьей проводящей и краями двух резистивных поверхностей в месте их соединения, имеет скачок ширины, при этом большую ширину имеет та часть щели, которая образована краями проводящих поверхностей.5. The microwave transistor generator according to claim 1, characterized in that the gap formed by the edges of the second conductive, third conductive and the edges of two resistive surfaces at the junction has a jump in width, while the part of the gap formed by the edges of the conductive has a large width surfaces. 6. Транзисторный генератор СВЧ по п.1 или 3, отличающийся тем, что в него дополнительно введены третий сосредоточенный емкостной элемент, первый варикап и третья клемма для подключения третьего источника напряжения, при этом третий сосредоточенный емкостной элемент соединен первым выводом со второй проводящей поверхностью, вторым выводом соединен с первым выводом первого варикапа и с первым полюсом третьего источника напряжения, второй вывод первого варикапа соединен с корпусом волновода и вторым полюсом третьего источника напряжения.6. The microwave transistor generator according to claim 1 or 3, characterized in that it additionally introduces a third concentrated capacitive element, a first varicap and a third terminal for connecting a third voltage source, while the third concentrated capacitive element is connected by a first terminal to a second conductive surface, the second terminal is connected to the first terminal of the first varicap and to the first pole of the third voltage source, the second terminal of the first varicap is connected to the waveguide body and the second pole of the third voltage source. 7. Транзисторный генератор СВЧ по п.1 или 6, отличающийся тем, что в него дополнительно введены четвертый сосредоточенный емкостной элемент, второй варикап и четвертая клемма для подключения четвертого источника напряжения, при этом четвертый сосредоточенный емкостной элемент соединен первым выводом с третьей проводящей поверхностью, вторым выводом соединен с первым выводом второго варикапа и с первым полюсом четвертого источника напряжения, второй вывод второго варикапа соединен с корпусом волновода и вторым полюсом четвертого источника напряжения.7. The microwave transistor generator according to claim 1 or 6, characterized in that it further includes a fourth concentrated capacitive element, a second varicap and a fourth terminal for connecting a fourth voltage source, while the fourth concentrated capacitive element is connected by a first terminal to a third conductive surface, the second terminal is connected to the first terminal of the second varicap and to the first pole of the fourth voltage source, the second terminal of the second varicap is connected to the waveguide body and the second pole of the fourth source Ika voltage. 8. Транзисторный генератор СВЧ по п.1, отличающийся тем, что в поперечной проводящей стенке, замыкающей отрезок регулярного волновода, выполнена щель, связывающая волноводно-щелевой резонатор, подключенный к цепи затвор-исток транзистора, с дополнительным внешним высокодобротным, например, объемным резонатором, настроенным на частоту 2f1.8. The microwave transistor generator according to claim 1, characterized in that a slit is made in the transverse conductive wall that closes the regular waveguide segment, connecting the waveguide-slot resonator connected to the gate-source circuit of the transistor with an additional external high-quality, for example, volume resonator tuned to 2f 1 .
RU2003106818/09A 2003-03-13 2003-03-13 Microwave transistor oscillator RU2239938C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003106818/09A RU2239938C1 (en) 2003-03-13 2003-03-13 Microwave transistor oscillator
PCT/RU2004/000090 WO2004082128A1 (en) 2003-03-13 2004-03-11 Transistor uhf generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003106818/09A RU2239938C1 (en) 2003-03-13 2003-03-13 Microwave transistor oscillator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2239938C1 true RU2239938C1 (en) 2004-11-10
RU2003106818A RU2003106818A (en) 2004-12-10

Family

ID=32986100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003106818/09A RU2239938C1 (en) 2003-03-13 2003-03-13 Microwave transistor oscillator

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2239938C1 (en)
WO (1) WO2004082128A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614570C1 (en) * 2016-01-19 2017-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Transistor generator
CN106653525A (en) * 2017-01-16 2017-05-10 中国人民解放军国防科学技术大学 Millimeter waveband transition time oscillator based on high order mode working mechanism
RU2727277C1 (en) * 2020-02-25 2020-07-21 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" Transistor microwave generator with electronic frequency tuning
RU2776421C1 (en) * 2022-01-28 2022-07-19 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" Stabilized transistor uhf generator

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4425549A (en) * 1981-07-27 1984-01-10 Sperry Corporation Fin line circuit for detecting R.F. wave signals
US4521747A (en) * 1983-10-11 1985-06-04 Trw Inc. Suspended stripline varactor-tuned Gunn oscillator
SU1376214A1 (en) * 1986-09-29 1988-02-23 Предприятие П/Я В-8117 Generator
RU2183045C1 (en) * 2001-01-09 2002-05-27 Перфильев Виктор Иванович Oscillator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
11 EUROPEAN MICROWAVE CONF. DIG., Amsterdam, Sept, 1981, pp.297-300. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614570C1 (en) * 2016-01-19 2017-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Transistor generator
CN106653525A (en) * 2017-01-16 2017-05-10 中国人民解放军国防科学技术大学 Millimeter waveband transition time oscillator based on high order mode working mechanism
CN106653525B (en) * 2017-01-16 2018-01-30 中国人民解放军国防科学技术大学 Millimere-wave band transit-time oscillator based on higher modes working mechanism
RU2727277C1 (en) * 2020-02-25 2020-07-21 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" Transistor microwave generator with electronic frequency tuning
RU2776421C1 (en) * 2022-01-28 2022-07-19 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" Stabilized transistor uhf generator
RU2787847C1 (en) * 2022-04-29 2023-01-13 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" Monolithic transistor microwave generator

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004082128A1 (en) 2004-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3868594A (en) Stripline solid state microwave oscillator with half wavelength capacitive resonator
EP0085241B1 (en) Oscillator with switched configuration
US4713632A (en) Band reflection type FET dielectric resonator oscillator
US6798305B2 (en) High frequency oscillator using transmission line resonator
CA1225126A (en) Microstrip - slotline frequency halver
US4484156A (en) Transistor microwave oscillators
KR100322658B1 (en) Dielectric Resonant Apparatus
JP3196750B2 (en) High frequency oscillator
JPS62252206A (en) Frequency multiplying voltage control oscillator
KR100759940B1 (en) A ring-type resonant cell and an microwave oscillator utilizing the ring-type resonant cell and efficiency enhancement method of it
RU2239938C1 (en) Microwave transistor oscillator
JP2003204223A (en) Two-terminal coupling high frequency oscillator
RU2357355C1 (en) Microwave oscillator
US4890074A (en) Quartz microstrip gunn oscillator
CA2260453C (en) High-frequency module
Xiao et al. A 20 GHz push-push oscillator using ring resonator
RU2727277C1 (en) Transistor microwave generator with electronic frequency tuning
US6344779B1 (en) Oscillator and radio equipment
JP2002000018U (en) Oscillator stabilized by a conducting planar resonator
US6172577B1 (en) Oscillator and oscillation apparatus using the oscillator
US20050184817A1 (en) Planar high frequency oscillator
US6380814B1 (en) Voltage-controlled oscillator having a variable capacitive element with an electrode coupled to a resonator
RU2003106818A (en) Microwave Transistor Generator
Hoefer Oscillators and amplifiers in integrated E-plane technique
RU2068616C1 (en) Low-noise microwave oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070314