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Um die Aktivität im 24-GHz-Amateurband anzuregen, wird im Folgenden ein einfacher und betriebssicherer Gunn-Oszillator für dieses Band beschrieben. Bei dieser Ausführung wurde besonderer Wert auf eine breitbandig gute Impedanzanpassung des Gunn-Elements an die Last gelegt, um die empfindlichen Halbleiter in kritischen Schwingbereichen nicht zu gefährden.
Zu diesem Zweck ist die Höhe des Hohlleiters im Resonanzbereich reduziert, obwohl dadurch die Güte des Resonators herabgesetzt und das Rauschverhalten des Oszillators verschlechtert wird. Die Stabilität hat jedoch Vorrang, vor allem wenn man leistungsstarke - und damit auch teure - Diodentypen verwenden will. Bild 1 zeigt die Schnittzeichnung des Gunn-Oszillators; der Drosselkörper ist in Bild la gesondert dargestellt. Die Fotos Bild 2 und Bild 3 zeigen einen Musteraufbau, der in zwei Teilen aus Aluminium gefräst wurde.
Bild 1: Schnittzeichnung des Leistungs-Gunn-Oszillators für das 24-GHz-Band.
Bild 1a: Der Drosselkörper für den Oszillator wird aus Messing gedreht.
Bild 2: Außenansicht des Gunn-Oszillators.
Bild 3: Die zwei Halbschalen und der Drosselkörper nach Bild 1a.
Alternativ läßt sich der Oszillator auch aus Standard-Hohlleitermaterial R 220 (WG 20) und einem eingelöteten Keil aufbauen, der wegen der nötigen Wärmeableitung aus Kupfer bestehen muß. Dieser Vorschlag ist in Bild 4 skizziert.
Bild 4: Kupferkeil zum Aufbau des Oszillators nach Bild 1 aus R 220-Hohlleiter.
Wie bereits angedeutet wurde, ist besonderer Wert auf gute Kühlung der Gunn-Diode zu legen. Bei 100-mW-Elementen ist der zu kühlende Kathodenanschluß mit einem Gewinde versehen, das die Bezeichnung 3-48 UNC-2A trägt. Da Gewindebohrer für diesen Gewindetyp bei uns im allgemeinen nicht greifbar sind, hat der Verfasser die in Bild 5 gezeigte Methode mit Erfolg praktiziert. Dabei wird ein M2,6-Gewinde gebohrt und Gewinde und alle Hohlräume bis zum Kathodenanschluß werden mit flüssigem, aushärtbarem Leitsilber ausgefüllt.
Bild 5: So kann das Gunn-Element in einer M 2,6-Gewindebohrung thermisch günstig befestigt werden.
Um die Frequenzstabilität des Oszillators zu verbessern, wird seine Temperatur durch die Schaltung nach Bild 6 stabilisiert. Mit dem Trimmpotentiometer P wird die Temperatur auf einen Wert eingestellt, der über der höchsten zu erwartenden Umgebungstemperatur und der Temperaturerhöhung, die durch die Verlustleistung des Gunn-Elements hervorgerufen wird, liegt. Wegen des thermisch günstigen Einbaus der Diode nach Bild 5 arbeitet ein 100-mW-Gunn-Oszillator beim Verfasser seit langer Zeit störungsfrei, sowohl als Oszillator eines Sprechfunkgerätes als auch als Pump-Oszillator eines parametrischen Vorverstärkers für das 5,7-GHz-Amateurband.
Bild 6: Schaltung zur Temperaturstabilisierung des Oszillators.
In den beschriebenen Hohlleiteroszillator können K-Band-Gunn-Dioden aller Art eingesetzt werden. Der Verfasser hat bisher die Typen TEO 132 (Plessey) und GC-5610 (Frequency-Sources/GHz-Division) verwendet.
DC3QS, Rolf Heidemann.