Efectos de la banda X de microondas usandooscilador Gunn

1.- Introduccion: Desde finales de los años 40, dispositivos en estado solido han reemplazado tubos en amplificadores de microondas y aplicaciones de osciladores. Esta clase de sipositivos son mejores usados por su bajo costo y su mejor aplicación. En los años 60 tuvo gran apogeo los diodos de avalancha y diodos Gunn para el manejo de gran potencia en microondas. Dispositivos con dopado de AsGa y de juntura diferente han reemplazado otros dispositivos en estado solido en algunas aplicaciones de microondas, como vemos los diodos Gunn son usados para altas frecuencias, especificadas en la banda de (26-40GHz) y aun mayores.

Para este informe, del oscilador Gunn usado para la banda X de microondas, se implementara por su bajo costo y grandes ventajas del oscilador Gunn, por lo cual han sidos desarrollados. La cavidad ha sido diseñada en una norma de guia de onda WR90, con un borde UBR100, en orden a ser compatibles con el resto de circuiteria de guia de onda.Estos remotos circuitos permiten polarizar el diodo Gunn en un rango amplio de condiciones, asi cada uno invertira la polaridad del dido Gunn, a fin de no ser dañado.

2.- Oscilador Gunn:Las propiedades del Oscilador Gunn depende de una resistencia interna negativa para hacer movimiento en el semiconductor a altos campos electricos. Cuando el diodo Gunn es polarizado dentro de un umbral, lo que hace que resultados de amplificacion en la concentracion de una portadora varie demasiado, causando una desviacion de la neutralidad del espacio. La corriente que fluye por el dispositivo consiste de una serie de agrupaciones estrechas con un periodo igual al tiempo en transito del dominio.Un diodo Gunn tipo MA49156 fue elegido para este proposito, por su capacidad, buena performance y bajo costo. El voltaje de polarizacion es enviado a la cavidad interior mediante un conector BNC enviado desde la parte externa. Como veremos en la figura, dentro de la cavidad resonante, en orden para optimizar esta operación, el oscilador incluye un corredizo dentro de un cortocircuito, los iris que actua como un filtro y sintoniza mejor con elementos reactivos presente dentro de este semiconductor que es el diodo Gunn.

Analizando la relacion cavidad-diodo es verificado por medidad de parametros en dispersion del oscilador sin la polarizacion del diodo. La relacion fue encontrado mejor a 20dB en toda la banda.

Para evaluar la correcta operación del diodo dentro de la cavidad resonanteTres tipos de mediciones han sido realizadas: como la potencia de salida, el espectro de frecuencias y el ruido en fase del oscilador.Previamente, la relacion de la cavidad-diodo es analizado midiendo los parametros de dispersion del oscilador evitando la polarizacion del diodo.Las siguientes figuras nos mostrara las caracteristicas de sintonizacion del oscilador Gunn en toda la banda X. Estas medidas han sido realizadas durante la caracterizacion de uno o diez dispositivos hechos en este laboratorio en radio-frecuencia y microondas.La siguiente figura nos muestra el espectro del oscilador a 9,98GHz.Como puede observarse en la figura, la potencia excede en 1,5mW, que es suficiente para mas experimentos en el laboratorio

3.- Circuito de proteccion:Este circuito permite la polarizacion del diodo Gunn en un rango amplio de condiciones. Si la polaridad de polarizacion es invertida, la energia del diodo D1N4007 no conduce y el voltaje de salida es cero.El regulador lineal programable LM317 es añadido a mejores voltajes de polarizacion (14V) para el diodo Gunn, variando el valor del potenciometro POT1.Si el rango de polarizacion de entrada excede la operación maxima del voltaje del diod Gunn, el regulador lineal arregla el volate de salida a 14V ( o el maximo voltaje lo establece el potenciometro POT1).Mostraremos el diagrama del circuito de proteccion externa:

4.- Conclusiones:Un bajo costo y buena performance de la cavidad del oscilador Gunn de la banda X para uso en guia de onda WR-90 ha sido desarrollada y probada. Este oscilador es capaz de barrer toda la banda-X (8-12GHz) con una potencia de salida constante y bajo ruido en la fase. Adicionalmente, u circuito de proteccion externa ha sido diseñado, para proteger el oscilador contra la polaridad o un exceso de voltaje cuando se polariza el diodo Gunn. Futuras lineas de trabajo nos permitira una mejor extension de esta cavidad para diodos de alta potencia.