Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 10 - Molekylar- och reaktansförstärkare, av Herbert Steyskal
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. 5.
Reaktansför-stärkare av [-vandringsvågs-typ-]
{+vandringsvågs-
typ+} med ferrit.
[-Ferrite-reactan-ce-]
{+Ferrite-reactan-
ce+} amplifier of
travelling
ivave-tijpe.
även tydas på klassiskt sätt ocli kännetecknar då
resonans för polarisationsvektorns
precessionsrö-relse.
Den roterande magnetiska vektorn J kopplar
signalkretsen I och tomgångskretsen II till varandra
genom interaktion med deras magnetfält H1 respektive
Den fungerar således som en med frekvensen /„
varierande induktans. Signalkretsens inverkan på J
gör att en polarisationskomposant med frekvensen
f0 — f1 = f-, uppträder. Den tillför kretsen II effekt
genom samverkan med dess magnetfält H.2.
Tom-gångskretsens fält ökar och inverkar på J, där en
annan polarisationskomposant med frekvens fu —
— U — A uppträder, som genom interaktion med
signalfältet H1 tillför detsamma effekt. Därmed
förstärkes signalen. Pumpens energi fördelas samtidigt
på kretsarna I och II och man kan spåra en
inter-aktionsslinga S såsom skisserats i fig. 4.
Det må påpekas, att polarisationsmomentet J inte
nödvändigtvis måste härröra från en ferri- eller
ferromagnetisk substans utan det kan även levereras
av paramagnetiska atomer. Denna möjlighet har dock
ännu ej prövats.
En förstärkare av den beskrivna typen kräver i
mikrovågsområdet en kavitet, som är resonant för
tre frekvenser (f0, fu /,), således en tremodskavitet.
En viss förenkling inträder, om fx — f„, då en
två-modskavitet är tillräcklig. Förstärkaren är i
princip avstämbar, men villkoret f0 = fa + f.2 vållar
komplikationer. Bandbredden är liten som i alla
kavi-tetstyper. Kontinuerlig drift är möjlig.
Vid experimentella prov med mangan-ferrit40,
valdes för enkelhetens skull fr — f.2. Bn tvåmodskavitet
för signalfrekvensen 4 500 MHz och
pumpfrekvensen 9 000 MHz gav en effektförstärkning av 8 dB. Vid
pulsdrift och 20 kW pumpeffekt har exciterats
oscillationer med 100 W uteffekt. Ändå bättre resultat,
bl.a. 25 dB förstärkning, har rapporterats43.
Brusvärden är ej kända.
Ferritförstärkare av vandringsvågstyp
I stället för att koppla två resonanskretsar kan man
också koppla två ledningar genom ferrit, dvs. genom
en med pumpfrekvensen variabel induktans. Den
ena ledningen transporterar signalen fv den andra
fungerar i stället för tomgångskretsen f2.
Anordningen medger förstärkning av breda frekvensband i
likhet med vandringsvågsförstärkare. Ett ekvivalent
schema är skisserat i fig. 5 a. Pumpenergin antas
utbreda sig mellan ledningarna I och II och påverkar
den ömsesidiga induktansen så att den varierar i
tid och rum dvs. M = M (t, z). Man kan visa43, att
en signal blir förstärkt om
fn = /i + h
tio = ßl + ß*
(l fi dfi
~dß i dß,
samt
Vt/l = Vg%
där ß är vågornas faskonstant och vfJ är
grupphastigheten.
Första villkoret är alltid uppfyllt eftersom f.,
inställer sig själv och fortplantar sig på ledning II.
Andra villkoret kan uppfyllas genom lämpligt val
av ledningsstrukturen. Tredje villkoret är
automatiskt uppfyllt om det andra gäller inom ett större
frekvensband.
I enlighet med dessa regler skulle en enkel
förstärkare vara konstruerad som fig. 5 b visar.
Pumpenergin föres i en ferritfylld vågledare. Ett par
tvåtrådsledningar (1—1, 2—2) är inbäddade i ferriten.
Prestanda har beräknats43 och det visar sig, att
re-sonanslinjebredden hos ferriten bör vara så liten
som möjligt och en numerisk beräkning har därför
endast utförts för en yttrium-järngarnet. (Det
engelska garnet avser mineral ur granatgruppen.) Med ett
statiskt fält Hs = 3 750 gauss, pumpfrekvensen 9 000
MHz och signalfrekvensen 6 500 MHz skulle
förstärkningen bli 0,5 dB/cm. För att uppnå detta värde
måste man dock tillföra garnetmaterialet en
pumpeffekt av 3,37 kW/cm3. Effekten förvandlas i värme.
Av största vikt är alltså att minska garnetmaterialets
volym och att använda fördröjningsledningar i stället
för vanliga ledningar eftersom strukturen blir
kortare för samma elektriska längd. Experimentella
resultat är än så länge okända.
Halvledardiodförstärkare av kavitetstyp
I förstärkare av denna typ användes en tidsvariabel
kapacitans. Den uppträder i det på rörliga
laddningsbärare utarmade spärrskiktet i en lialvledardiod av
kisel eller germanium. Kapacitansvärdet varierar
med storleken av spärrspänningen. En stor negativ
spänning betyder ett djupt skikt utan rörliga
laddningsbärare och därmed liten kapacitans.
Minskning av spänningen reducerar skiktdjupet och ökar
kapacitansen. Utarmningsprocessen försiggår
trög-hetslöst och kapacitansvariationerna observeras
därför ända upp till frekvenser i mm-vågsområdet. Det
finns vissa fordringar på diodens data, om den skall
vara användbar som reaktans44,Man kan
karakterisera en sådan diod genom en ekvivalent
seriekoppling av tre element, nämligen tilledningsinduktansen
l, halvledarmaterialets resistans r och själva
spärrskiktet. Detta sistnämnda representeras av en paral-
ELTEKN I K 1958 ] 47
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
