Синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. Частина 2. Стабілізація НВЧ-параметрів синхронізованих генераторів
This is the second part of the two-part article, which summarizes the state-of-the-art results in the development of synchronized oscillators based on IMPATT (IMPact ionization Avalanche Transit-Time) diodes. The first part of the paper presented the electrodynamic design of oscillators, which conta...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.3-4.17 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technology and design in electronic equipment |
Репозитарії
Technology and design in electronic equipment| id |
oai:tkea.com.ua:article-74 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Technology and design in electronic equipment |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-11-08T20:03:33Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
діапазон міліметрових хвиль синхронізація перетворювач частоти генератор |
| spellingShingle |
діапазон міліметрових хвиль синхронізація перетворювач частоти генератор Karushkin, Mykola Синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. Частина 2. Стабілізація НВЧ-параметрів синхронізованих генераторів |
| topic_facet |
millimeter range IMPATT diode oscillator amplifier frequency multiplier synchronization діапазон міліметрових хвиль синхронізація перетворювач частоти генератор |
| format |
Article |
| author |
Karushkin, Mykola |
| author_facet |
Karushkin, Mykola |
| author_sort |
Karushkin, Mykola |
| title |
Синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. Частина 2. Стабілізація НВЧ-параметрів синхронізованих генераторів |
| title_short |
Синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. Частина 2. Стабілізація НВЧ-параметрів синхронізованих генераторів |
| title_full |
Синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. Частина 2. Стабілізація НВЧ-параметрів синхронізованих генераторів |
| title_fullStr |
Синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. Частина 2. Стабілізація НВЧ-параметрів синхронізованих генераторів |
| title_full_unstemmed |
Синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. Частина 2. Стабілізація НВЧ-параметрів синхронізованих генераторів |
| title_sort |
синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. частина 2. стабілізація нвч-параметрів синхронізованих генераторів |
| title_alt |
Synchronization of pulsed and continuous-wave IMPATT oscillators in the millimeter wavelength range. Part 2. Stabilizing microwave parameters of synchronized generators |
| description |
This is the second part of the two-part article, which summarizes the state-of-the-art results in the development of synchronized oscillators based on IMPATT (IMPact ionization Avalanche Transit-Time) diodes. The first part of the paper presented the electrodynamic design of oscillators, which contain a resonant oscillatory system with silicon IMPATT diodes and are synchronized by an external source of microwave oscillations.The second part of the paper considers the methods for stabilizing the parameters of IMPATT oscillators, which make it possible to create coherent power sources in the millimeter wavelength range. The specifics of pulse generators lies in the change in frequency within the microwave pulse relative to the change in temperature, which leads to a change in the impedance of the diode and thus to a phase change with respect to the synchronizing signal. Phase modulation is reduced or completely eliminated (which is necessary to ensure the coherence of the microwave transmitter) by using current compensation, i.e., by using the control current pulse with a special shape.The study demonstrates the expediency of introducing additional heating of the semiconductor structure of the IMPATT diode, which allows the initial temperature of the IMPATT diode in the region of the leading edge of each pulse to remain virtually constant and independent of the ambient temperature. Using these methods on silicon double-drift IMPATT diodes allowed creating synchronized oscillators with high frequency stability and an output power level from 20 to 150 W, which have a high degree of coherence in the synchronization mode with an external signal.The paper also presents the designs and parameters of coherent microwave power sources in the short-wave part of the millimeter wavelength range using the nonlinear properties of the IMPATT diodes in the radio-pulse conversion mode. This mode makes it possible to provide the output power level of the signal at the n-th harmonic Pout ≈1/n, which significantly exceeds the achieved characteristics of the frequency multipliers with charge accumulation, where Pout ≈ 1/n2. The output power of such devices is achieved at the level of 50–20 mW in the 75–180 GHz frequency range with a frequency multiplication factor of 1–15. |
| publisher |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.3-4.17 |
| work_keys_str_mv |
AT karushkinmykola synchronizationofpulsedandcontinuouswaveimpattoscillatorsinthemillimeterwavelengthrangepart2stabilizingmicrowaveparametersofsynchronizedgenerators AT karushkinmykola sinhronízacíâgeneratorívnalpdímpulʹsnoítabezperervnoídííummdíapazonídovžinihvilʹčastina2stabílízacíânvčparametrívsinhronízovanihgeneratorív |
| first_indexed |
2025-09-24T17:30:21Z |
| last_indexed |
2025-11-09T02:38:28Z |
| _version_ |
1848278681461456896 |
| spelling |
oai:tkea.com.ua:article-742025-11-08T20:03:33Z Synchronization of pulsed and continuous-wave IMPATT oscillators in the millimeter wavelength range. Part 2. Stabilizing microwave parameters of synchronized generators Синхронізація генераторів на лпд імпульсної та безперервної дії у мм-діапазоні довжини хвиль. Частина 2. Стабілізація НВЧ-параметрів синхронізованих генераторів Karushkin, Mykola millimeter range IMPATT diode oscillator amplifier frequency multiplier synchronization діапазон міліметрових хвиль синхронізація перетворювач частоти генератор This is the second part of the two-part article, which summarizes the state-of-the-art results in the development of synchronized oscillators based on IMPATT (IMPact ionization Avalanche Transit-Time) diodes. The first part of the paper presented the electrodynamic design of oscillators, which contain a resonant oscillatory system with silicon IMPATT diodes and are synchronized by an external source of microwave oscillations.The second part of the paper considers the methods for stabilizing the parameters of IMPATT oscillators, which make it possible to create coherent power sources in the millimeter wavelength range. The specifics of pulse generators lies in the change in frequency within the microwave pulse relative to the change in temperature, which leads to a change in the impedance of the diode and thus to a phase change with respect to the synchronizing signal. Phase modulation is reduced or completely eliminated (which is necessary to ensure the coherence of the microwave transmitter) by using current compensation, i.e., by using the control current pulse with a special shape.The study demonstrates the expediency of introducing additional heating of the semiconductor structure of the IMPATT diode, which allows the initial temperature of the IMPATT diode in the region of the leading edge of each pulse to remain virtually constant and independent of the ambient temperature. Using these methods on silicon double-drift IMPATT diodes allowed creating synchronized oscillators with high frequency stability and an output power level from 20 to 150 W, which have a high degree of coherence in the synchronization mode with an external signal.The paper also presents the designs and parameters of coherent microwave power sources in the short-wave part of the millimeter wavelength range using the nonlinear properties of the IMPATT diodes in the radio-pulse conversion mode. This mode makes it possible to provide the output power level of the signal at the n-th harmonic Pout ≈1/n, which significantly exceeds the achieved characteristics of the frequency multipliers with charge accumulation, where Pout ≈ 1/n2. The output power of such devices is achieved at the level of 50–20 mW in the 75–180 GHz frequency range with a frequency multiplication factor of 1–15. Наведено другу частину роботи, що складається з двох статей, в яких узагальнено результати, досягнуті на цей момент при розробленні синхронізованих генераторів на лавинно-пролітних діодах (ГЛПД). У першій частині було представлено електродинамічні конструкції генераторів, які містять резонансну коливальну систему з кремнієвими лавино-пролітними діодами та синхронізуються зовнішнім джерелом НВЧ-коливань.В цій статті наводяться методи стабілізації параметрів ГЛПД, які дозволяють створювати когерентні джерела потужності в діапазоні міліметрових хвиль. Особливістю роботи генераторів імпульсної дії є змінювання частоти в межах НВЧ-імпульсу залежно від температури, що призводить до зміни імпедансу діода, а отже й до зміни фази відносно синхронізувального сигналу. Зменшення фазової модуляції або її повне виключення (що необхідно для забезпечення когерентності передавача НВЧ) реалізується шляхом застосування струмової компенсації, тобто при використанні спеціальної форми імпульсу струму управління.Показано доцільність введення додаткового підігріву напівпровідникової структури ЛПД, завдяки чому початкова температура ЛПД в області переднього фронту кожного імпульсу залишається практично постійною і не залежить від температури навколишнього середовища. Використання цих методів щодо кремнієвих дводрейфових ЛПД дозволило створити синхронізовані генератори з рівнем вихідної потужності від 20 до 150 Вт, які характеризуються високою стабільністю частоти та високим ступенем когерентності в режимі синхронізації зовнішнім сигналом.В роботі наведено також конструкції та параметри когерентних джерел НВЧ-потужності короткохвильової частини діапазону міліметрових хвиль з використанням нелінійних властивостей ЛПД в режимі радіоімпульсного перетворення. Цей режим забезпечує рівень вихідної потужності сигналу на n-й гармоніці Рвих = 1/n, що істотно перевершує досягнуті характеристики помножувачів частоти з накопиченням заряду, для яких Рвих = 1/n2. Вихідна потужність таких пристроїв досягає рівня 50–20 мВт в діапазоні частот 75–180 ГГц при коефіцієнті множення частоти 1–15. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2021-09-07 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.3-4.17 10.15222/TKEA2021.3-4.17 Technology and design in electronic equipment; No. 3–4 (2021): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 17-29 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 3–4 (2021): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 17-29 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2021.3-4 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.3-4.17/67 Copyright (c) 2021 Technology and design in electronic equipment http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |