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Forum: HF, Funk und Felder Hohlleiter Dioden montieren


Autor: HFbastler (Gast)
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Guten Tag

ich habe ein paar Dioden 1N23E von Sylvania und Micro Optics in diesem 
Keramikpillen-Gehäuse mit Goldkontakten. Bekanntlich kann man damit 
Mischer oder Vervielfacher in Hohlleitertechnik bauen.
Ich würde gerne wissen, wie ich die Diode im Hohlleiter montieren muss, 
um z.B. einen Frequenzverdoppler zu bauen. Ich habe mehrere Stücke von 
WR62 und WR90. Die Diode würde ich da dann montieren und mit einem 
Frequenzgenerator ein Signal einspeisen, das von der Diode dann 
vervielfacht wird und im Hohlleiter sich ausbreitet.
Adapter und Mischer, um das ganze am Spektrumsanalyzer zu messen habe 
ich da.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ich kenne diese Dioden nur als Detektor- oder Mischer, nicht als 
Vervielfacher. Spricht natürlich nichts dagegen, das auch zu versuchen. 
Ich habe ein Magic-Tee mit zwei dieser Dioden, deren Einbau könnte ich 
fotografieren, wenn das hilft.

Autor: HFbastler (Gast)
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Hallo Christoph

ja, es wäre höchst interessant, wenn du hier ein paar Bilder hochladen 
köntest.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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HFbastler schrieb:
> Bekanntlich kann man damit
> Mischer oder Vervielfacher in Hohlleitertechnik bauen.

Das bezweifle ich etwas, bzw. es wird schlecht funktionieren.
Die 1N23 ist intern auf das X-Band abgestimmt, indem die Diodenkapazität 
mit der Induktivität der Kontaktspitze*) eine Serienresonanz bildet.
Dadurch erreicht man eine hohe Empfindlichkeit, aber eben auch eine 
Unterdrückung der Harmonischen von 10GHz.

Es sei denn, du willst aus einer S-Band-Frequenz ca. 10GHz als einzig 
nutzbare Ausgangsfrequenz erzeugen.
Aber auch dafür ist diese Diode wegen ihrer geringen thermischen 
Belastbarkeit nur mäßig geeignet.
Mit den heute für wenig Geld verfügbaren SiGe-Bipolartransistoren 
(BFP405 & Co) sollte das besser gehen.





*) Die ursprünglichen 1N21, 1N23 usw. waren Punktkontaktdioden und 
dadurch mechanisch empfindlich. Mittlerweile erzeugt man ein Array von 
vielen  punktförmigen Schottkydioden und kontaktiert eine davon mit der 
Kontaktfeder.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Natuerlich sollte eine Diode in einem Hohlleiter funktionieren. Der 
niedrigste Mode hat das E-Feld durch die kurze Dimension des 
Hohlleiters.
Also muss die Diode auch da angeordnet sein. Den Arbeitspunkt kann man 
ja mit einem per Induktivitaet aufgepraegtem Strom vorgeben. Wie bei 
einer Detektordiode. Bei der Detektordiode ist der Videoanteil des 
Diodenstromes das Resultat.
Bei einer Vervielfacherdiode  waeren dann die Oberwellen des Reaktanz 
der Diode das Resultat. Irgendwas kommt immer raus.

Wie macht man das nun moeglichst effizient? Am Ende eines geschlossenen 
Wellenleiters, mit Lambda-Halbe Anstand gibt es die maximale E 
Feldstaerke, von einem Resonator mal abgesehen. Die Auskopplung muss 
dann in einem kleineren Wellenleiter erfolgen. Mit derselben 
Orientierung.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Zwölf M. schrieb:
> Am Ende eines geschlossenen
> Wellenleiters, mit Lambda-Halbe Anstand gibt es die maximale E
> Feldstaerke,

Och nöööö!
Das tut ja schon weh!

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Danke. Genau, muss Lamda-Viertel sein, wegen dem Phasensprung am 
Kurzschluss.

: Bearbeitet durch User
Autor: Hp M. (nachtmix)
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HFbastler schrieb:
> Adapter und Mischer, um das ganze am Spektrumsanalyzer zu messen habe
> ich da.

Was solls denn werden?

Wenn du nur einen  Oszillator brauchst, der im 3cm-Band schwingt, 
öffnest du du am einfachsten einen LNB von der Satellitenschüssel. Wenn 
das nicht ein ganz uraltes Teil ist, kannst du da sogar zwei recht 
genaue Frequenzen anzapfen, die über die Speisespannung umschaltbar 
sind. https://de.wikipedia.org/wiki/Rauscharmer_Signalumsetzer

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Ich habe mal ein paar Fotos von einer professionellen Halterung der 1N23 
gemacht. Das Teil gehörte mal zu einem X-Band-Radar-Überwacher.
Leider kann ich nicht in den Hohlleiter hineinfotografieren, da sich 
dieser Detektor hinter einer Iris in einem Seitenarm des eigentlichen 
Hohlleiters befindet.

Die Diode ist in der Mitte der Breitseite eines WR 90 untergebracht, und 
zwar befindet sich ihre Achse 10mm vor dem verschlossenen Ende.
Da der Isolierkörper der Diode ein bischen kürzer ist als die Höhe des 
Hohlleiters, lugen die beiden Metallenden so gerade eben in den 
Hohlleiter hinein.
Auf den Bildern kannst du sehen, wie die Diode von rechts kommend in 
eine 6,5 mm Bohrung eingeführt wird und mit einer Gewindekappe dort 
fixiert wird.

Von links wird dann eine federnde Hülse aufgesteckt, die am rechten Ende 
auf den Kontakt der Diode passt und links den Innenkontakt eines 
BNC-Weibchens bildet.

Diese  längliche Kontakthülse ist noch von einen Röhrchen aus 
Pulvereisen umgeben, das verhindert, dass die HF dort entweicht.
Bei einem Mischer oder deinem Vervielfacher entfällt diese 
Dämpfungsperle natürlich.

Rechts und links vom Pulvereisen sind noch Isolatoren und Führungen aus 
Kunststoff zu sehen, die einen Kurzschluss nach Masse verhindern.

Natürlich wirst du nicht eine so aufwändige Konstruktion bauen wollen, 
und ich habe auch schon viel einfachere gesehen.

Im Prinzip reicht es, wenn du beide Breitseiten des WR90 mit einem 3,5mm 
Bohrer durchbohrst.
Das reicht, dass der dünne Kontakt der Diode nicht anstösst.
Dann weitest du eines der Löcher  auf 6,5mm, damit das dicke  Ende der 
Diode hineinpasst.

Dann musst du auf dem grossen Loch noch einen passenden Drahtring o.ä. 
auflöten, dessen Durchmesser möglichst genau dem Durchmesser des 
Diodenfusses entspricht, damit die Diode stramm hineinpasst,  und der 
hauptsächlich dafür sorgt, dass die Diode im Hohlleiter die richtige 
Höhe  einnimmt.
Vergiss nicht den oberen Kontakt der Diode mit einem Isolierscheibchen 
zu versehen, damit es da bei der Wandberührung keinen Kurzschluss gibt.
PTFE ist gut, aber muss nicht sein, weil dort kaum noch ein E-Feld ist.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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P.S.:

... Und so sehen solche Dioden von innen aus.

Die ziemlich harte Stahl(?)feder ist bei der 1N23 und der 1N21 
normalerweise S-förmig gebogen und diese Schlingen haben die richtige 
Induktivität, dass die 1N21 bei etwa 3GHz und die 1N23 bei etwa 10GHz 
Resonanz hat.
Das sind also keine breitbandigen Dioden, wenngleich sie bis UHF 
praktisch keine Frequenzabhängigkeit zeigen.

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