Эталон свч-мощности
) 1. ЭТАЛОН СВЧ-МОЩНОСТИ, содержащий опорный генератор, регулятор мощности, согласованную нагрузку и первый и второй направленные ответвители , отли.чающийся тем, что, с целью повышения точности задания единицы мощности, в него введен сверхпроводящий резонатор с двумя элементами связи и подвижной торцовой стенкой, при этом к одному из элементов связи последовательно подключены смеситель, усилитель промежуточной частоты, модулятор, первый направленный ответвитель, регулятор мощности и второй направленный ответвитель, вьсход основного плеча которого нагру-. жен на согласованную нагрузку, а выход вспомогательного плеча соединен с вторым элементом связи, к выходу вспомогательного плеча первого направленного ответвителя подключен фазовый детектор, опорный вход которого соединен с вьсходом опорного генератора, а выход - с управляющим входом регулятора мощности, при этом гетеродин- § ный вход смесителя и управляющий вход модулятора подключены к другому выходу опорного генератора. 2. Эталон СВЧ-МОЩНОСТИ по п.1, отличающийся тем, что подвижная торцовая стенка сверхпроводящего резонатора выполнена сферической и обращена вьшуклой стороной внутрь сверхпроводящего резонатора.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕ<ИИХ
РЕСПУБЛИН 01 Я 21/04 44
gp <»
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /;:;, К АВТСРСНСМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОсудАРстВенный нсмитет сссР
ПО делАм изОБРетений и ОтнРыти1 (21) 3385698/18-09 (22) 21.01.82 (46) 23.11.84. Бюл.№43 (72) В.А.Чаркин и Ф,Ф.Менде (71) Физико-технический институт низких температур АН Украинской CCP (53) 621.317.37(088.8) (56) 1. Чуйко В.Г., Фрумкин В.Д. Государственный специальный эталон единицы мощности электромагнитных колебаний в волноводных трактах в диапазоне частот 2,59-37,5 Гц,-"Измерительная техника", 1974, У7, с.4-5.
2.0iachino С., Rietto С. К1узйгоп
power stabilization. — Rroc. 4 th Со)=
log. Nicrowave Commun. Budapest, 1970, Vol.5, NF. — 11/1-NE-:SM-,11/10 (прототип). (54)(57.) 1. ЭТАЛОН СВЧ-МОЩНОСТИ, содержащий опорный генератор, регулятор мощности, согласованную нагрузку и первый и второй направленные ответвители, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности задания единицы мощности, в него введен сверхпроводящий резонатор с двумя элементами связи и подвижной торцовой.лы п2.яя стенкой, при этом к одному иэ элементов связи последовательно подключены смеситель, усилитель промежуточной частоты, модулятор, первый направленный ответвитель, регулятор мощности и второй направленный ответвитель, выход основного плеча которого нагру-, жен на согласованную нагрузку, а выход вспомогательного плеча соединен с вторым элементом связи, к выходу вспомогательного плеча первого направленного ответвителя подключен фазовый детектор, опорный вход которого соединен с выходом опорного генератора, а выход — с управляющим входом регулятора мощности, при этом гетеродин- Е ный вход смесителя и управляющий вход модулятора подключены к другому выходу опорного генератора. („
2. Эталон СВЧ-мощности по п.1, отличающийся тем, что подвижная торцовая стенка сверхпроводящего резонатора выполнена сферичес« кой и обращена выпуклой стороной внутрь сверхпроводящего резонатора.
1125553
Изобретение относится к технике
СВЧ и может найти применение в метрологии, измерительной технике и технике связи °
Известен калориметрический эталон единицы мощности электромагнитных колебаний СВЧ-диапазона., состоящий из аттестуемого и опорного приемнь>х преобразователей, включенных в Термисторный мост, стабилизатора разнОсти т -h!IIepBT+pb1 моностача насоса. генератора сигналов, воздействующих на опорный и приемный преобразователи, частотомера, усилителя напряжения, комплекса нормальных элементов, образцовых катушек сопротивления и потенциометра постоянного тока (1) .
Однако устройство имеет недостаточную точность измерений, обусловленную погрешностью измерительных мостов, нестабильностью приемных преобразователей и уровня выходного сигнала измерительных генераторов.
Паиболее близким к изобретению является эталон СВЧ-мощности, содержащий опорный генератор, регулятор мощности, согласованную нагрузку и первый и второй направленные ответвители (Zj .
Однако известный эталон ГВЧ-мощ- 30 ности Не обеспечивает задание ецинехцы мОщносTи с ВысокОЙ ТОчносTью °
Цель изобретения †. повышение точности задания единицы мощности.
Поставленная цель достигается тем, 5 что н эталон СВЧ-мощности, содержащий опорный генератор, регулятор мощности, согласованную нагрузку и пер- вый и нторой направленные отнетвители, введен снерхпроводящий резонатор с двумя элементами связи и подвижной торцовой Стенкой, иэ элсментов.снязи последовательно подключены смеситель, усилитель промежуточной частоты, модулятор, перный напранленнь>й ответвитель, регулятор мощности, второй направленный ответвитель, выход основного плеча которого нагружен на согласованную нагрузку, а выход вспомогательного плеча соединен с вторым элементом связи, к выходу вспомогательного плеча перно"о напранленного ответвителя подключен фазовый детектор, опорный вход которого соединен с выходом опорногогене"5pBTîðà, а выход-с управляющим входом. регулятора мощности, при этом гете- родинный вход смесителя и управляющий вход модулятора подключены к другому ныходу опорного генератора.
Причем подвижная торцовая стенка сверхпроводящего резонатора выполнена сферической и обращена ныпуклой сторой внутрь сверхпроводящего резонатора, Ка чертеже приведена структурная электрическая схема эталона СБЧ-мощности.
Эталон СВЧ-мощности содержит опорный генератор 1, регулятор Z мощности и согласованную нагрузку 3, сверхпроводящий резонатор 4 с подвижной торцовой стенкой 5 и двумя элементами 6 и
7 связи, а также первый 8 и второй
9 смесители, первый 10 и второй 11 модуляторы, первый 12 и второй 13 направленные ответвители, фазовый детектор 14, СВЧ фазовый детектор 15, кварцевый генератор 16, эталонный резонатор 17 и первый 18 и второй t9 усилители промежуточной частоты, при этом к элементу 6 связи подключены последовательно первый смеситель
8, первый усилитель 18 промежуточной частоты, первый 10 модулятор и первый 12 направленный ответвитель, выход основного плеча которого через последовательно соединенные регулятор
2 мощности и вспомогательное плечо второго направленного ответнителя 13 нагружен на согласованную нагрузку, а выход вспомогательного плеча соес динен с элементом 7 связи, выход опорного генератора 1 соединен с reтеродинными входами первого 8 и второго 9 смесителей и управляющими входами первого 10 и второго 11 модуляторов, выход кварцевого генератора
16 через фазовый детектор 14 подключен к управляющему входу опорного генератора 1, выход второго смесителя
9 соединен с его входом через последовательно соединечные второй усилитель 19 промежуточной частоты, второй модулятор 11 и эталонный резонатор 17, к второму входу фазового детектора
14 подключен выход второго усилителя
19 промежуточной частоты, а выход эталонного резонатора 17 соединен с
l опорным входом СВЧ-детектора 15, вход которого подсоединен к выходу вспомогательного плеча первого напранле шого ответвителя 12, а выход к, управляющему входу регулятора ? мощности, а также сверхпроводящий соленоид.
f>25553
От опорного генератора 1. сигнал с частотой 1г поступает во второй смеситель 9 и второй модулятор 11, между которыми включен второй усилитель 19 промежуточной частоты. Если собственная эталонная частота эта-. лонного резонатора 17 отличается от частоты опорного генератора 1 на величину промежуточной частоты F на которую настроен второй усилитель fO
19 промежуточной частоты, то устройство самовозбуждается, генерируя стабильную частоту f лежащую в полосе пропускания эталонного резонатора l7, при этом флуктуации час- f5 тоты f опорного генератора 1 перег носятся в флуктуации промежуточной частоты, что используется для фазовой автоподстройки частоты опорного генератора 1 по кварцевому ге- ZO нератору 16 промежуточной частоты.
Сигналы с второго усилителя 19 промежуточной частоты и кварцевого генератора t6 поступают на фазовый детектор 14, с выхода которого 25 сигнал ошибки подается для автоподстройки частоты опорного генератора
1. В режиме синхронизации промежу— точная частота равна частоте кварцевого генератора 16 и, следо- щ вательно, флуктуации частоты. Сигнал с частотой 1 от опорного гене- . г ратора 1 поступает на первый смеситель 8 и первый модулятор 10. Если на другой вход первого смесителя
8 поступает сигнал с частотойг =1„ Г г= где t. — частота, на которую настроен второй усилитель 18, то в первом смесителе 8 появляется сигнал с частотой F . После усиления в первом усилителе 18 сигнал с частотой г поступает в первый модулятор
10, где модулирует по амплитуде сигнал 1г Спектр на выходе первого модулятора 10 состоит из трех час-. тот: ft .,l F и $p-F ° Одна . из боковых составляющих точно равна однако ее амплитуда может во мйого раз превьппать амплитуду сигнала 12 1 поступающего в первый смеситель 8. Если соблюдается условие f>„ и условие баланса амплитуд, система оамовозбуждается и работает как измерительный генератор СВЧ колебаний.
Сигналы с первого модулятора 10 и с эталонного резонатора t 7 посту-. пают на СРЧ фазовый детектор 15. Поскольку положение торцовой стенки
5 определяется равенством суммы пондеромоторной силы СВЧ-поля и выталкивающей силы электромагнитного поля постоянного тока, циркулирующего в соленоиде, силе тяжести Земли, то при изменении амплитуды сигнала, поступающего с первого модулятора
10 через первый направленный ответвитель 12, регулятор 2 мощности, второй направленный ответвитель
13 и элемент 7 связи в сверхпроводящий резонатор 4, изменяется положение подвижной торцовой стенки 5, а следовательно,и частота.
Изменение часготы приводит к появлению сигнала ошибки на выходе СВЧ фазового детектора l5. Сигнал ошибки поступает на регулятор 2 мощности, который изменяет мощность, поступающую в сверхпроводящий резонатор 4 и нагрузку 3 до тех пор, пока подвижная торцовая стенка 5 не займет первоначальное положение и не выполнится условие, = 1
Для точной регулировки выходной мощности сверхпроводящий резонатор 4 выполнен перестраиваемьы.
В сверхпроводящем резонаторе 4 цилиндрической формы, возбужденном на коде 8о<, поле на подвижной торцовой стенке 5 максимально на пбловине радиуса ° Поэтому при выполнении подвижной торцовой стенки 5 в виде части сферы появляется составляющая пондеромоторной силы, направленная вдоль радиуса сверхпроводящего pesoнатора 4, т.е. происходит самоцентровка подвижной торцовой стенки 5.
Предлагаемьй эталоч СВЧ-мощности позволяет повысить точность поддер1 жания СВЧ-мощности (1 1125553 Составитель P. Кузнецова Редактор О. Бугир Техред З„Палий Корректор О, Тигор Заказ 8534/34 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Н-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
