Конструкции автогенераторов СВЧ

СВЧ АГ принципиально не отличаются от низкочастотных АГ. Основным отличием является замена LC колебательного контура резонатором на отрезках ЛП. На рис. 13. 5 приведена обобщенная схема СВЧ АГ. В качестве резонатора используется отрезок ЛП с последовательно включенной настроечной емкостью, с которым индуктивно (с помощью проволочных петель) связаны вход и выход АЕ и выходная цепь АГ. Отрезок ЛП вместе с емкостью представляет собой полуволновый резонатор. Так как оба его конца заземлены, электрическое поле обращается в ноль на концах и максимально в центре, магнитное поле максимально на концах и меняет знак, проходя через ноль в центре. Ввиду этого фаза сигнала, возбужденного АЭ в резонаторе правой нижней петлей, поворачивается на 180° на входе АЭ. Если сравнивать этот АГ с низкочастотными, то он представляет собой вариант трансформаторной схемы. На рис. 13. 6 показан другой АГ, в котором АЭ включен по схеме с заземленным стоком. Конструкция подобного АГ (с АЭ в виде биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой) показана на рис. 13. 7. Здесь выводы коллектора и эмиттера соединены с петлями, возбуждаемыми магнитным полем коаксиального резонатора. В схеме с общей базой напряжения на зажимах эмиттер-база и коллектор-база синфазны и поэтому цепь обратной связи не должна вносить фазового сдвига. Коэффициент обратной связи определяется размерами и местоположением петель связи. На рис. 13. 8 представлена подобная конструкция с АЭ в виде диода Ганна. Напряжения питания выбирается так, чтобы рабочая точка находилась в середине участка ВАХ с отрицательным наклоном.

В этом случае диод вносит в резонатор отрицательное сопротивление, которое обеспечивает работу АГ. Верхняя крышка резонатора отделена от его остальной части очень тонкой диэлектрической прокладкой и напряжение питания подключается между верхней крышкой и остальной частью. Выходной разъем АГ связан с магнитным полем резонатора с помощью петли. На рис. 13. 9 показана конструкция АГ на ферритовом резонаторе. Сферический резонатор из монокристалла ЖИГ находится внутри магнитной системы АГ. Там же находится и плата с АЭ с которой связан выходной разъем. Магнитная система заключена в кожух из мю-металла (пермаллой) с высокой магнитной проницаемостью, защищающий резонатор от внешних магнитных полей. Магнитопровод имеет Ш-образную форму, на центральном стержне находится основная обмотка для создания управляющего частотой магнитного поля. На торце стержня находятся пазы, в которых помещается дополнительная обмотка для точной подстройки магнитного поля. Вся конструкция помещается в термостат для обеспечения постоянной температуры резонатора.

Необходимо отметить, что вплоть до частот порядка 10 ГГц конструкции АГ (обычно в виде ГУН) выполняются так же, как и конструкции низкочастотных АГ. Разница только в том, что используются навесные элементы (сопротивления, емкости, индуктивности, транзисторы, диоды) очень малых размеров в виде «чипов». Вся схема создается на маленькой печатной платке, размеры которой малы по сравнению с длиной волны, методом поверхностного монтажа.

Дата добавления: 2015-11-03