Добрый день, я занимаюсь расчетом генератора на диоде Ганна
Параметры такие: диод 3А703; частоты 9,3...9,5 ГГц
Приблизительная схема

Для генератора использую волновод 23х5 или 23х10, пока не решил что лучше. Выход должен быть 23х10, но мне советуют брать 23х5 с переходником на 23х10.
Есть несколько вопросов, на которых нигде не смог найти ответы, буду благодарен за любую помощь:
1) Мне нужно определить растояние от задней стенки на которых будут располагаться диоды, как это можно сделать? Есть такая картинка
http://s019.radikal.ru/i640/1204/1f/d286c7843000.png но вроде это совсем не то, что должно быть.
2) Рабочий диапазон диода 3А703 8,24...12,42 ГГц , значит ли это то, что мне нет смысла использовать варактор и требуемой перестройки частоты я смогу добиться с помощью изменения болтом резонансного объема, т.е. вот таким решением?:

В таком случае есть ли формулы для расчета зависимости объема от частоты?
Есть формула для расчета резонансного значения длины волны генератора:

При этом длина резонатора получается 2,215 см для волны 3,2 см. Если я ставлю варактор на 1/4λ от задней стенки и диод Ганна на 1/2λ от варактора (следуя советам и инструкциям), получится 2,4, а это уже больше. Как я понимаю под словом "длина резонатора" подразумевается не длина волновода, ведь в последствии при подключении к генератору волновода - его длина (как и объем) как бы увеличивается за счет подключенного волновода. В таком случае что же такое длина резонатора и его объем?

Сообщение отредактировал kadet.89 - Apr 7 2012, 13:00

Gunn oscillator design for the 10-GHz band
Gunn Diodes at 10000 MHz

Полезные статьи. На русском языке можно посмотреть книги:
Давыдова, Данюшевский Диодные генераторы и усилители СВЧ
Каганов Полупроводниковые СВЧ передатчики
Полупроводниковые СВЧ приборы под. ред. Хауэса и Моргана

1. Какая мощность генератора требуется? 703 диод заведется и в канале 23х10.
2. Варактор не требуется для такой частотной перестройке. Можно перестроить как напряжением питания диода (электронный способ), так и изменением длинны резонатора (глубины погружения штыря) все в допустимом перепаде уровня мощности генератора.
3. Длинна резонатора - это расстояние от плоскости установки диода до короткозамыкающей пластины. Определяется реактивным сопротивлением диода.

EVS, спасибо, сейчас буду смотреть.

Мощность ~10 мВт.
Как можно рассчитать зависимость частоты от погружения штыря? Как я понимаю надо вычислить объем и по нему судить?

http://s019.radikal.ru/i644/1204/9d/9b011f71279b.gif
Зависимость частоты генерируемых колебаний от напряжения для диода 3А703
Как можно растолковать этот график? Почему 2 линии а не одна. Если имеется ввиду разброс, то почему он такой несимметричный и при 8,5 В равен 0?

Сообщение отредактировал kadet.89 - Apr 7 2012, 15:34

Лично у меня бы возникли вопросы уточнения .
1. Для каких целей нужен этот генератор ?
а) просто генерации 9,5гГц или потом это прийдется как то модулировать или перестаивать-подстраивать ?(вот тут возможно варактор был бы не лишним ) .
б)с какой стабильностью болжен работать генератор ?
2) Какой режим работы генератора - непрерывный или импульсный .
А так в остальном все правильно все верно !

Генератор должен генерировать непрерывный сигнал с перестройкой от 9,3 до 9,5 ГГц. Относительная нестабильность частоты ∆f/f0 ≤ ±10^-6. Модуляция не нужна.
Это мой дипломный проект, раньше ничем подобным не занимался и можно сказать делаю всё вслепую. Спасибо EVS, помог разобраться с мембраной, но остальные вопросы для меня по прежнему загадка. Есть пример расчета генератора для перестройки частоты варактором. Я возможно варактор не буду рассчитывать, но тогда нужно рассчитать перестройку штырем, пока к сожалению не нашел нужных формул.

Начал расчет схемы без варактора. Может кто может подсказать как рассчитать нужный размер штыря для изменения частоты в заданных пределах?
http://s019.radikal.ru/i609/1204/96/5f5bd8066dde.png
Если я использую мембрану 'в', то она должна быть расположена четко на расстоянии l? Просто мембрана 'а' должна быть дальше l, а 'б' ближе. И какие плюсы при использовании мембраны 'в' ?

Сообщение отредактировал kadet.89 - Apr 7 2012, 17:25

по перестройке частоты:
частота колебаний генератора определяется балансом фаз. В Вашем случае он имеет вид: Bд+Вр+Вш=0, где Вд - реактивная проводимость диода Ганна, Вр - проводимость резонатора, Вш - проводимость штыря. Проводимость диода можно взять в литературе (например в тойже книге Н.С. Давыдовой, которую указывал ранее). Резонатор предстовляет собой отрезок волновода, короткозамкнутого на конце. Отсюда, знаяя его волновое сопротивление можете посчитать его входное сопротивление (например мне нравится книга Мейнке, Гундлах Радиотехнический справочник т.1), там же можете посчитать сопротивление штыря, погруженного в резонатор.
Варактор не надо рассчитывать - его надо правильно применить. Объем резонатора непричем. Резонаторы разного объема могут обеспечить генерацию на одинаковых частотах.
Почитайте книгу и все проясниться.

[quote name='kadet.89' date='Apr 7 2012, 19:22' post='1046605']
Генератор должен генерировать непрерывный сигнал с перестройкой от 9,3 до 9,5 ГГц. Относительная нестабильность частоты ∆f/f0 ≤ ±10^-6.
--------------------------
А вот с этим вопросом возможны проблеммы . На 10гГц уход частоты подобного генератора будет где то 350кГц на градус !!! И это очень в хорошем случае . Увы ганплексеры не отличаются стабильностью частоты .

Ага. Генератор выходит в свой тепловой режим минут за 40.

Вот Вам методчка с рачетом простейшего генератора на диоде Ганна.

Спасибо за ссылки/советы на книги и методички. Я прочитал методичку и пролистал книгу Н.С. Давыдовой. В них я не нашел ни слова о том, что диод должен быть расположен на определенном расстоянии от задней стенки, отсюда я сделал вывод, что расстояния в пределах от 1/2λ до 1/4λ должны подойти. Диафрагму решил взять емкостную т.к. о плюсах и минусах нигде не написано, но в одном из примеров я видел емкостную. Кроме того я не стал заморачиваться и рассчитал схему с варакторной перестройкой частоты. Т. ч. индуктивная мембрана из-за использования 2-х диодов не подходит.
КПД вышел для частоты 9,5 ГГц 0,484, для частоты 9,3 ГГц 0,4695 это адекватный результат или должно быть значительно меньше? Получается если диод 3А703Б, то отдаваемая в нагрузку мощность будет 0,4695*20=9,39 мВт.

kadet.89, у Вас должна получиться конструкция вроде этого промышленного образца генератора на 8-11 ГГц (диод 3А723А), перестройка винтом, подстройка варактором (3А610Б), 10-30 мВт. Если захотите "препарировать" образец и сравнить свои расчеты конструкции с элементами образца, пишите на xslefni гав gmail.com

1. Думаю, что диафрагма Вам не нужна.
2. Конструкция с варикапом много сложней (и при конструировании и при защите) чем простая камера с механической перестройкой.
3. Длина резонатора примерно четверть длины волны. Это связано с распределением поля в резонаторе. В месте включения диода эл. поле должно быть максимальным.
4. Мощность определяется не так, См. методичку.
5. КПД большой если это не в процентах.

А по какой специальности Вы пишете диплом?

Диафрагму советую оставить . Все зависит от нагрузки на которую будет нагружен генератор.
Она уменьшит влияние нагрузки на уход генератора по частоте и обеспечит хорошую настроечную характеристику . Обычно ставят LC диафрагмы .

DEM_ALEX, специальность "средства связи с подвижными объектами". В универе сейчас полный бардак, точнее запущение и дали тему, какую смогли дать, выбирать не приходилось. Из близкого по теме был года 2 назад курс про волноводы. За это время уже всё позабылось т.ч. приходится вникать в неизвестную тему. На кафедре к сожалению нету компетентных по данной теме специалистов и никто помочь там не может. Может оно и к лучшему, на защите хоть поменьше придирок будет.
Сейчас начал с 0 по методичке делать, посмотрю что будет получаться.
Если я винт, который для изменения частоты, ввинчу полностью, частота уменьшиться должна или увеличиться?

Сообщение отредактировал kadet.89 - Apr 8 2012, 13:57