Генератор электрических колебаний

 

ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ , содержащий последовательно соединенные TRAPATT-диод и конденсатор , которые включены между первым и вторым отрезками полосковой линии передачи, размещенными на диэлектрической подложке, и источник питания, подключенный одним выводом к конденсатору через резистор, при этом конец первого отрезка полосковой линия передачги является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности генерируемых импульсов, в него дополнит; тельно введены лазер со световодом и второй конденсатор, которые соединены последовательно и .включены на конце второго отрезка полосковой линии передачи, диэлектрическая подложка между TRAPATT-диодом и выходом генератора выполнена из светочувствительного полупроводникового материа9 ла и связана с лазером через световод , а другой вывод источника питания подключен к второму конденсатору в точке его соединения с лазером.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Р1СПУБЛИН

„„SU„„1083329

3(59 Н 03 В 7/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ - - . ур;„. э7 з у f; g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий последовательно соединенные TRAPATT-диод и конденсатор, которые включены между первым и вторым отрезками полосковой линии передачи, размещенными на диэлектри(21) 3385676/18-09 (22) 18.01.82 (46) 30. 03. 84. Бюл. Р 12 (72) ф.К.Вайтекунас и Ю.Б.Вишняускас (7l) Вильнюсский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы

Народов государственный университет им. В..Капсукаса (53) 621.373.51(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9843156, кл. Н 03 В 7/14, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 815857, кл. Н 03 В 7/14, 1979. ческой подложке, и источник питания, подключенный одним выводом к конденсатору через резистор, при этом конец первого отрезка полосковой линии передачи является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности генерируемых импульсов, в него дополни тельно введены лазер со световодом и второй конденсатор, которые соединены последовательно и .включены на конце второго отрезка полосковой линии передачи, диэлектрическая подложка между TRAPATT-диодом и выходом генератора выполнена из светочувствительного полупроводникового материа- PQ ла и связана с лазером через световод, а другой вывод источника питания подключен к второму конденсатору в точке его соединения с лазером.

83329 ъ

10

30

1 10

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в импульсной аппаратуре для генерирования импульсов со сверхвысокой частотой повторения.

Известен генератор электрических колебаний, содержащий TRAPATT-диод, подключенный к отрезку полосковой линии передачи, в конце которой размещена нагрузка, источник питания, соединенный с TRAPATT-диодом, в котором последовательно TRAPATT-диоду включен лазер, светоизлучающая.часть .которого соединена световодом с эмиттером ТРАРАТТ-диода 51 3. однако известное устройство гене- рирует электрические колебания с большой длительностью импульсов напряжения.

Наиболее. близким к предлагаемому по технической сущности является генератор электрических колебаний, содержащий последовательно соединенные

TRAPATT-диод и конденсатор, которые включены между первым и вторым отрезками полосковой линии передачи, разМещенными на диэлектрической подложке, и источник питания, подключеннный одним выводом к конденсатору через резистор, при этом конец первого отрезка полосковой линии передачи является выходом устройства Г2 3.

Недостатком известного генератора электрических колебаний является. большая длительность импульсов, получаемая на нагрузке.

Цель изобретения — уменьшение длительности генерируемых импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор электрических колебаний, содержащий последовательно соединенные TRAPATT-диод и конденсатор, которые включены между первым и вторым отрезками полосковой линии передачи, размещенными на диэлектрической подложке, и источник питания, подключенный одним выводом к конденсатору через резистор, при этом конец первого отрезка полосковой линии передачи является выходом генератора, дополнительно введены лазер,со световодом и второй конденсатор, которые соединены последовательно и включены на конце второго отрезка полосковой линии передачи, диэлектрическая подложка между ТМАРАТТдиодом и выходом генератора выполне на as светочувствительного полупроводникового материала и связана с лазером через световод, а другой вывод источника питания подключен к второму конденсатору в точке его соединения с лазером.

На фиг. 1 представлена конструкция генератора электрических колеба» ний; на фиг. 2 — то же, электрическая схема; на фиг. 3 - временная диаграмма тока (Э„ц ) через лазер в установившемся режиме; на фиг. 4— временная диаграмма интенсивности (Ф цЭ ) светового потока лазера в плоскости включения светочувствитель ного полупроводникового материала; на фиг. 5 - временная диаграмма про-I цодимости (6 pop ) светочувствительного полупроводникового материала; на фиг. 6 — временная диаграмма напряжения О„од на светочувствительном полупроводниковом материале; на фиг. 7 — временная диаграмма напряжения 0> на выходе генератора электрических колебаний.

25 . Генератор электрических колебаний (фнг. 1) содержит расположенные на диэлектрической подложке 1 первый отрезок 2 полосковой линии передачи и второй отрезок 3 полосковой линии передачи, имеющие заземление 4 на торцах диэлектрической подложки 1 и на ее свббодной поверхности, TRAPATT-диод 5 и конденсатор 6, последовательно соединенные и размещенные между первым отрезком 2 и вторым отрезком 3 полосковой линии передачи, на конце отрезка 2 расположены лазер 7 и второй конденсатор 8. Конец первого отрезка 2 является выходом 9 устройства, а диэлектрическая подложка 1 между TRAPATT-диодом 5 и выходом 9 выполнена из светочувствительного полупроводникового материала 10, соединенного световодом 11 с

4 лазером 7. В качестве источника питания использован генератор 12 импульсов, один вывод которого соединен через резистор 13 с общей точкой ,последовательной цепочки, состоящей из TRAPATT-диода 5 и конденсатора 6, а второй вывод генератора 12 импульсов подключен к второму конденсатору 8 в точке его соединения с лазе ром 7.

Генератор электрических импульсов .работает следующим образом.

От генератора 12 импульсов импульс напряжения подается на TRAPATT-диод 5

10833

3 и лазе 7. Ч р . Часть генерируемого лаз о 7 азер м 7 светового потока через световод 11 поступает на светочувствительный полупроводниковый,.материал 10, при этом в нем возникают

5 электронно-дырочные пары. При определенной интенсивности светового потока концентрация свободных носитедей становится достаточной для создания короткого замыкания в первом 10 отрезке 2. При этом образуется резо- натор, в котором начинается быстрое нарастание по амплитуде генерируемых

TRAPATT-диодом 5 импульсов. Выход 9 в это время отключен от TRAPATT-диодио 15 да 5. Импульсы, генерируемйе TRAPATTдиодом 5, распространяются в обе стороны, достигают лазера 7, где происходит модуляция интенсивности его светового потока. Из-за нелинейных свойств лазера 7 длительность световых импульсов Т„=1 — 11 короче модулирующих электрических импульсов.

Лазер начинает излучать, когда ток

Э э пРевышает поРоговое значение 25

Зпо . Амплитуда импульсов тока, поступающих на лазер 7 от генератора 12 импульсов, после прохождения переходных процессов уменьшается до величины, исключающей пробой лазе30 ра 7 импульсами от TRAPATT-диода 5.

При этом световой поток лазера 7 .становится чисто импульсным, а частота повторения световых импульсов совпадает с частотой повторения импульсов, поступающих от TRAPATT-диода 5. Поэтому закорачивание первого отрезка 2 линии передачи происходит только в определенные промежутки времени 73=44- 2, когда проводимость светочувствительного полупроводникового

40 материала 10, созданная световыми импульсами, превьппает уровень проводимости Йя, при котором происходит практическ% полное отражение электри45 ческих импульсов от светочувствительного полупроводникового материала 10.

При этом длина световода 11 должна . быть подобрана таким образом, чтобы поступление светового импульса на светочувствительньй полупроводнико-. вый материал 10 от лазера 7 перекрывалось по времени с поступлением электрического импульса от ТЙАРАТТ-, диода 5 в ту же плоскость. В зависимости от свето увствительного по у- 55 щюводиикового материала 10 длительность времени закорачивания может быть различной. — Если время жизни носителеи заряда значительно меньше длительности импульсов, поступающих на светочувствительный полупроводниковый материал 10, то время закорачивания практически совпадает с длительностью оптического импульса с которая меньше длительности импульса от ТкАРАТТ-диода 5. В том случае, когда вершины оптического и электрического импульсов совпадают по времени, на выход 9 проходит передняя и задняя часть электрического импульса (пунктирные кривые на фиг. 7 и 8) и получаются сдвоенные импульсы, длительность. которых в несколько раз меньше длительности импульсов

ТкАРАТТ-диода 5. Получение укорочен" ных не сдвоенных импульсов возможно в том случае, если время жизни носителей заряда в светочувствительном полупроводниковом материале 10 больше длительности электрического импульса, или, при малом времени жизни носителей заряда, если начала электрического и оптического импульсов сдвинуты друг относительно друга на нужный промежуток времени (сплошные кривые на фиг. 7 и 8).

Этого можно достичь подбирая длину световода 11 и соотношение длин первого и второго отрезков 2 и 3. устройство может генерировать укороченные одиночные и сдвоенные импульсы со сверхвысокой частотой повторения.

Кроме того, предлагаемый генератор электрических колебаний устойчив к самовозбуждению по цепям питания, так как второй конденсатор 6 подключен к ТРАРАТТ-. диоду .5 через параллельно соединенные между собой сопротивление выхода 9 (обычно 50 Ом) и высокоомное сопротивление свето4 чувствительного полупроводникового материала 10.

Сравнительные испытания показали, что по сравнению с известным предлагаемый генератор электрических импульсов формирует более короткие импульсы (50 — 100 нс вместо 2 нс у генератора типа Г-5-59) с увеличенной до 3-4 ГГц частотой повторения импульсов. Эти импульсы могут быть одиночными и сдвоенными.

1083329

1юю

In

1 б лар

1083329

Составитель М.Безлюдова

Редактор С.Юско Техред M.Íàäü Корректор А дзятко

Заказ 1773/50 Тирак 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4