к.т.н., доцент кафедры электроники
PhD, Associate Professor of the Electronics Department
Minsk
Сацук Сергей Михайлович, к.т.н., доцент кафедры электроники
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
тел. +375-17-293-86-10
Satsuk Sergei Michailovich, PhD, Associate Professor of the Electronics Department
220013, Minsk, P. Brovki str., 6
tel. +375-17-293-86-10
к.т.н., доцент кафедры электроники
г. Минск
PhD, Associate Professor of the Electronics Department
Minsk
В современной СВЧ электронике крайне актуальна оценка возможности эффективной генерации высокостабильных мод колебаний и создания малошумящих генераторов миллиметрового диапазона длин волн. Цель исследований заключалась в определении типа волны для наиболее эффективных мод колебаний и обеспечении работы различных мод в режиме взаимной синхронизации, которая становится возможной, поскольку в реальные конструкции генераторов могут входить ряд реактивных элементов, которые в диапазоне СВЧ формируют ряд резонансных частот. В данной работе показывается, как можно обеспечить условия генерации на той или иной частоте и одновременно получить высокую стабильность колебаний. Основными методами исследований являлись: анализ и обобщение литературных данных и результатов собственных исследований особенностей генерирования колебаний в многоконтурной системе генератора на диоде Ганна и условий, при которых устанавливается высокая стабильность частоты; экспериментальные исследования с использованием СВЧ анализаторов спектра, микроволновых устройств. В работе рассчитаны возможные частоты генерации, проведены исследования режимов работы диодного генератора и экспериментально измерены их фазовые шумы. Показано, что при приближении частоты генерации к частоте отсечки волновода с помощью подстроечных элементов конструкции или изменением напряжения питания возникает режим взаимной синхронизации колебаний на высоких гармониках с использованием типа волны Н102 в очень узком диапазоне частотных (фазовых) шумов. Экспериментально исследован генератор с многоконтурной резонансной системой и получена небольшая величина фазовых шумов для обоих типов волн Н101 и Н102. При этом наилучшие параметры и шумовые характеристики имели место на наиболее низких типах видов колебаний. Данные результаты обладают экспериментальной новизной, что позволяет надеяться на разработку конструктивных решений, обеспечивающих создание высокостабильных малошумящих генераторов миллиметрового диапазона длин волн с минимальными массогабаритными параметрами.
In modern microwave electronics, it is extremely important to evaluate the possibility of efficient generation of highly stable oscillation modes and the creation of low-noise generators with a millimeter wavelength range. The purpose of the research was to determine the type of wave for the most effective modes of oscillation and to ensure the operation of various modes in the mode of mutual synchronization, which becomes possible because the real design of generators can include a number of reactive elements that form a number of resonant frequencies in the microwave range. This paper shows how it is possible to provide conditions for generation at a particular frequency and simultaneously obtain high stability of vibrations. The main research methods were: analysis and generalization of literature data and results of our own research on the peculiarities of oscillation generation in a multi-circuit system of a Gann diode generator and conditions under which high frequency stability is established; experimental studies using microwave spectrum analyzers, microwave devices. In this paper, the possible generation frequencies are calculated, the operation modes of the diode generator are studied, and their phase noise is experimentally measured. It is shown that when the generation frequency approaches the cut-off frequency of the waveguide with the help of structural elements or by changing the supply voltage, a mode of mutual synchronization of vibrations at high harmonics occurs using the H102 wave type in a very narrow range of frequency (phase) noise. A generator with a multicircuit resonant system was experimentally studied and a small amount of phase noise was obtained for both types of H101 and H102 waves. At the same time, the best parameters and noise characteristics occurred at the lowest types of vibration types. These results have an experimental novelty, which allows us to hope for the development of constructive solutions that provide the creation of highly stable low-noise generators of millimeter wavelength range with the minimum mass dimensional parameters.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.