Generadores de Microondas con Diodos Gunn

Investigación y Desarrollo

Generadores de Microondas con Diodos Gunn
en la Banda X (8-12) ghz
Néstor E. Arias
En este trabajo se presenta el desarrollo y construcción de tres generadores de microondas en estado
sólido con diodos Gunn, para operar en la banda X (8-12) GHz. con cavidades resonantes rectangulares y
en dos tipos de potencia, 10 y 250 milivatios.

Microwaves generators withGunn diodes in the X (8-12) GHz band
In this work, the development and construction of three generators of microwaves in solid state with Gunn
diodes are presented. These are intended to operate in the band X (8-12) GHz. with rectangular resonant
cavities and with two levels of power, 10 and 250 milliwatts.
Introducción
Se han trazado varios objetivos en los diseños de los tres osciladores,los principales son:
 Investigación
 Docencia
 Transferencia Tecnológica en Sistemas de Telecomunicaciones
Siguiendo estos objetivos se han diseñado y construido:
1. Un oscilador de 250 mW que tiene suficiente potencia para ensayos y desarrollos de antenas de
microondas y, otras tareas de investigación.
2. Un oscilador de 10 mW con sintonía fija en 10,5 GHz. para reemplazar el osciladorKlystron (válvula)
que posee el banco de microondas del Laboratorio de Telecomunicaciones del DEEC de la UNT.
3. Un oscilador de 10 mW que tiene dos salidas alternativas a 90º una de otra que permite trabajar con
varios tipos de iris de acoplamiento. Su objetivo fundamental es trabajar con mezcladores.
Los dispositivos y sus partes fueron desarrollados en forma artesanal en el Laboratorio deTelecomunicaciones.
Diodo Gunn

Corriente
A

Ih

El diodo Gunn es un dispositivo semiconductor de Arseniuro
Región de
de Galio (Ga As) que tiene características de resistencia
funcionamiento
negativa en la zona de trabajo (Fig 1), unida ésta a la
presencia de: ruido aleatorio y un medio externo, como ser una
Resistencia
Resistencia
cavidad resonante, permite la generación depotencia en
Positiva
Negativa
frecuencias de microondas desde 4 GHz. a más de 100 GHz.
en potencias que van desde milivatios a vatios.
Tensión
Son dispositivos de muy bajo rendimiento 1% al 2%, y pueden
V
Vh
funcionar con bajas tensiones, entre 3 y 15 voltios, según
Fig.1
diseño.
Relación Tensión Corriente de un diodo Gunn
Normalmente son usados para generar frecuencias de
microondas enmodos Transversal Eléctrico, TE.
El circuito equivalente de un diodo Gunn es el de un capacitor en paralelo con una resistencia negativa (Fig.
2).
La suceptancia capacitiva del diodo puede hacerse resonar con una suceptancia inductiva, que se obtiene
en una guía de onda con un extremo en corto circuito, las dimensiones elegidas del sector de guía de onda
usada como resonador fijan la frecuenciade resonancia.

Investigación y Desarrollo

El acoplamiento a una carga externa puede ser controlado por un Iris (abertura) de apropiadas dimensiones.
La distancia entre el diodo y el Iris o, entre el diodo y una pared en corto circuito es de g/2. Siendo g la
longitud de onda en el interior de la guía usada como resonador.
Por su bajo rendimiento el diodo Gunn debe ser montado en undisipador térmico adecuado. Como ejemplo, un diodo
Le
especificado para 250 milivatios, consume de fuente 10 vatios
que deben ser disipados para evitar daños en la juntura del
Rs
diodo.
Ce

La resistencia negativa del diodo, desde continua hasta
frecuencias muy elevadas, hace que cualquier inductancia
externa y capacidades parásitas, lleven al diodo a oscilaciones
de relajación conamplitudes y potencias tales, que pueden
ocasionar la destrucción del mismo. Por tal motivo, para evitar
este comportamiento, es necesario agregar un capacitor de gran
valor (10-25 F), colocado muy cerca del diodo, (Fig. 3)
(recomendado por MDT, [1]).

Rn

Cd

Elementos que corresponden Elementos que corresponden
al diodo
al encapsulado
Rn =Resistencia negativa
Le=Inductancia del...