Способ измерения смещений частоты резонатора

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ ЧАСТОТЫ РЕЗОНАТОРА, включающий операции возбуждения исследуемого резонатора, введение бисерного зонда и измерение ухода резонансной частоты, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения малых смещений частоты резонатора, предварительно в исследуемый резонатор вводят активный элемент, подключенный к источнику питания таким образом, что он образует с исследуемым резонатором СВЧ-генератор. (Л / 00 о оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н 01 J 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3477501/18-21 (22) 03.08.82 (46) 23.03.84. Бюл. № 11 (72) Э. А. Ермилов, О. Н. Корелин, Н, Ф. Ковалев и В. Е. Белов (71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А. А. Жданова (53) 621.385.6 (088.8) (56) 1. Дашенков В. М., Ильин В. С. Об измерении сопротивления связи замедляющих систем с помощью бисерного зондЫ.

«Электронная техника», сер. 1 «Электроника СВЧ», вып. 1, 1967.

2. Копылов Ю. В. Исследование замедляющих систем с помощью бисерного зонда. «Электронная техника», сер. 1 «Электроника СВЧ», вып. 11, 1966 (прототип).

„„SU„„1081703 А (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИИ ЧАСТОТЫ РЕЗОНАТОРА, включающий операции возбуждения исследуемого резонатора, введение бисерного зонда и измерение ухода резонансной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых смещений частоты резонатора, предварительно в исследуемый резонатор вводят активный элемент, подключенный к источнику питания таким образом, что он образует с исследуемым резонатором СВЧ-генератор.

108

Изобретение относится к электронной технике, конкретно к измерению электродинамических параметров высокочастотных систем СВЧ-приборов, и может быть использовано, например, для определения сопротивления связи замедляющих систем за счет измерения смещения частоты резонатора, образованного из замедляющей системы.

Известен способ определения сопротивления связи по уходу резонансной частоты резонатора, основанный на измерении смещения частоты резонаторов при введении бисерного зонда. Устройство измерения включает СВЧ-генератор и осциллограф, исследуемый и эталонный резонатор. Смещение частоты определяется по времени между моментами прохождения через максимум огибающей, соответствующей этим резонаторам при свинировании частоты (1).

Однако указанным способом нельзя измерять малые смещения частоты резонаторов.

Наиболее близок к изобретению способ измерения смещений частоты резонатора, включающий операции возбуждения исследуемого резонатора, введение бисерного зонда и измерение частоты ухода резонансной частоты (2).

Устройство измерения построено на основе стандартных измерителей КСВ.

Недостатками известного способа являются низкая разрешающая способность и малая точность, которая определяется в основном точностью резонансного частотомера и шириной резонансной характеристики исследуемого резонатора. Этот способ измерения не применим при низкой добротности резонатора и при типовых смещениях частоты, а также при малых ее смещениях. Сами измерители КСВ представляют из себя достаточно дорогостоящие и крупно габаритные конструкции.

Цель изобретения — повышение точности измерения малых смещений частоты резонаторов.

1703 где 2 Оч — диаметР цилиндРика, чвлЯющегося «бисеринкой»;

RCLz длина этого цилиндрика; с — скорость света;

h1 — количество «бисеринок» в бисерном зонде;

30 V — групповая скорость в исследуемой системе;

1. ц — фазовая постоянная пространственной гармоники, для которой определяется сопротивление связи;

Х -электрическая восприимчивость

«бисеринки» зонда, зависящая от размеров «бисеринок», 1 - — измеряемое относительное смещение частоты исследуемого резонатора;

1. — длина резонатора.

Точность измерения предлагаемым способом повышается на порядок и составляет 0,01 МГц. Это дает возможность определять сопротивление связи величиной до

45 0,01 Ом, в то время как известными способами можно определять сопротивление связи величиной до 0,1 Ом.

Разрешающая, способность и точность метода в данном случае в основном определяются точностью частотомера или анализатора спектра, которая значительно больше, чем у измерителя КСВ. Влияние нестабильности частоты генерации за счет изменения напряжения источника питания на точность измерения можно уменьшить

55 усреднением нескольких результатов. Влияние медленных тепловых уходов уменьшается предварительным прогревом и выбором необходимого времени измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения смещений частоты резонатора, включающему операции возбуждения исследуемого резонатора, введение в него бисерного зонда и измерение ухода резонансной частоты, предварительно в исследуемый резонатор вводят активный элемент, подключенный к источнику питания таким образом, что он образует с исследуемым резонатором СВЧ-генератор.

На чертеже приведена схема измерений, поясняюющая предлагаемый способ.

Устройство измерения содержит источник 1 питания, частотомер 2, анализатор

3 спектра, СВЧ-генератор 4, выполненный на диоде Ганна (либо на лавинно-пролетном диоде), встроенном в исследуемый резонатор 5, в который введен бисерный зонд 6.

Способ осуществляют следующим образом.

При введении в резонатор 5 настроенного на определенную пространственную гармонику бисерного зонда 6 осуществляется перестройка частоты резонатора 5, что вызывает соответствующее изменение генерируемой диодом Ганна 4 частоты. Это

1П смещение наблюдается на экране анализатора 3 спектра и измеряется по электронно-счетному частотометру 2. По смещению генерируемой частоты в результате вычислений определяется сопротивление связи замедляющей системы для соответствующей пространственной гармоники. Настройка бисерного зонда производится путем размещения тел зонда («бисеринок») на расстояние, равное, гдеЛ п — длина волны пространственйой гармоники. Для вычисления сопротивления связи по смещению частоты используется формула

L с. 120 Я, п х p . ц «С» )<