Перестраиваемый свч резонатор для стандартов частоты фонтанного типа

Авторы патента:

H01P7/00 - Резонаторы типа волноводов (конструктивно сопряженные с пролетными сверхвысокочастотными приборами и взаимодействующие с разрядом в них H01J 23/18; сверхвысокочастотные тепловые устройства H05B 6/64)

H01J23/00 - Конструктивные элементы приборов с использованием времени пролета электронов, отнесенных к группе H01J 25/00

Владельцы патента RU 2678940:

Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (РОССТАНДАРТ) (RU)

Изобретение относится к области квантовых стандартов частоты и может быть использовано при разработке стандартов частоты фонтанного типа. Перестраиваемый СВЧ резонатор для стандартов частоты фонтанного типа содержит корпус, опорный фланец, два прямоугольных волновода для симметричного возбуждения собственных СВЧ колебаний в цилиндрическом объеме, втулку, в которую вставлен поршень, гайку перестройки, шпильки для фиксации гайки перестройки и два вакуумных фланца. Верхняя стенка корпуса имеет толщину порядка 0,8 мм и образует так называемую мембрану перестройки, деформация которой позволяет производить перестройку собственной частоты резонатора. Технический результат - повышение точности настройки СВЧ резонатора после полной сборки стандарта частоты фонтанного типа с сохранением рабочего значения сверхвысокого вакуума в объеме атомного спектроскопа. 1 ил.

Изобретение относится к области квантовых стандартов частоты и может быть использовано при разработке стандартов частоты фонтанного типа.

Известен СВЧ резонатор, описанный в статье: Ruoxin Li and Kurt Gibble «Evaluating and minimizing distributed cavity phase errors in atomic clocks», Metrologia 47 (2010) 534-551, который может быть использован в стандартах частоты фонтанного типа. Такой резонатор имеет ступенчатую форму внутренней полости, предназначенную для уменьшения сдвига измеряемой частоты атомного перехода, связанного с неравномерным распределением фазы СВЧ моды.

Недостатком данного резонатора является отсутствие возможности непосредственной его точной подтстройки после полной сборки атомного фонтана. Точная подстройка, состоящая в изменении температуры окружающего пространства, делает проблематичным размещение двух и более стандартов частоты фонтанного типа, имеющими в своем составе СВЧ резонаторы с высокими (порядка 28000) нагруженными добротностями, в одном помещении.

Задачей изобретения является создание возможности точной настройки собственной частоты СВЧ резонатора на частоту «часового» атомного перехода с целью уменьшения неисключенной систематической погрешности воспроизведения частоты атомного перехода, связанной с эффектом затягивания частоты СВЧ резонатором.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи состоит в повышении точности настройки СВЧ резонатора после полной сборки стандарта частоты фонтанного с сохранением рабочего значения сверхвысокого вакуума в объеме атомного спектроскопа. Точная настройка частоты СВЧ резонатора приводит к улучшению метрологических характеристик атомного фонтана, а именно, уменьшению неисключенной систематической погрешности воспроизведения частоты атомного перехода, связанной с эффектом затягивания частоты СВЧ резонатором.

Технический результат достигается за счет того, что вместо толстой верхней стенки, ограничивающей внутренний объем цилиндрического СВЧ резонатора, применяется тонкая, порядка 0,8 мм, стенка (далее мембрана перестройки). При этом корпус СВЧ резонатора и мембрана перестройки представляют собой единое целое. Изменение положения поршня деформирует мембрану перестройки и изменяет высоту внутренней полости СВЧ резонатора, что приводит к изменению собственной частоты СВЧ резонатора.

Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 представлен перестраиваемый СВЧ резонатор для стандартов частоты фонтанного типа (далее резонатор), который содержит корпус 1 с мембраной перестройки, опорный фланец 2 и два прямоугольных волновода 3 для симметричного возбуждения собственных СВЧ колебаний в цилиндрическом объеме, образованном корпусом 1 и опорным фланцем 2. К корпусу 1 шпилечным соединением 4 крепится втулка 5, в которую вставлен поршень 6. Поршень 6 в верхней части имеет внешнюю резьбу, на которую накручивается гайка перестройки 7. Вращение гайки перестройки 7 передвигает поршень 6 по втулке 5 вдоль оси резонатора. Шпильки 8 предназначены для фиксации гайки перестройки 7 в выбранном положении. К поршню 6 и опорному фланцу 2 присоединены трубы с вакуумными фланцами 9, предназначенные для соединения резонатора с другими узлами стандарта частоты фонтанного типа.

Устройство в соответствии с фиг. 1 работает следующим образом. В собранном и предварительно настроенном (ƒ_aт._peз±30 МГц) СВЧ резонаторе в составе стандарта частоты фонтанного типа по средствам прямоугольного волновода 3 возбуждается собственная мода колебаний Н₀₁₁. Для точной (ƒ_aт._peз±20 КГц) настройки СВЧ резонатора на заданную частоту производится вращение гайки перестройки 7, что приводит к изменению положения поршня 6 и деформации формы мембраны перестройки. Изменение высоты цилиндрической полости резонатора, в свою очередь, приводит к смещению собственной частоты колебаний резонатора. Этим и достигается технический результат.

Перестраиваемый СВЧ резонатор для стандартов частоты фонтанного типа, содержащий корпус, опорный фланец, два прямоугольных волновода для симметричного возбуждения собственных СВЧ колебаний в цилиндрическом объеме, втулку, в которую вставлен поршень, гайку перестройки, шпильки для фиксации гайки перестройки и два вакуумных фланца, отличающийся тем, что верхняя стенка корпуса имеет толщину порядка 0,8 мм и образует так называемую мембрану перестройки, деформация которой позволяет производить перестройку собственной частоты резонатора.

Похожие патенты:

Диэлектрический резонатор // 2620924

Использование: для создания диэлектрических резонаторов. Сущность изобретения заключается в том, что диэлектрический резонатор содержит высокопроницаемый диэлектрик цилиндрической формы, размеры которого выбраны резонансными для низшего Н-типа колебания, установленный и закрепленный на стенке металлического экрана, высокопроницаемый диэлектрик цилиндрической формы выполнен в виде втулки, диаметр центральной части которой выбран большим, чем диаметр торцевых частей, а стенка торцевой части втулки закреплена на стенку металлического экрана с возможностью обеспечения теплоотвода, например, путем металлизации поверхности стенки торцевой части втулки и ее крепления, например пайкой, на стенку металлического экрана, а соотношение размеров диаметров центральной части и торцевых частей втулки выбрано в пределах 1,5-2,0.

Резонансный свч компрессор // 2604107

Изобретение относится к области радиотехники. Особенностью заявленного резонансного СВЧ компрессора является то, что резонатор выполнен планарно-объемным в форме меандра путем деления отрезка волновода длиной L0=Nλ/2 на m одинаковых секций длиной L=kλ/2 каждая, где k=N/m - число вариант рабочей волны вдоль секции, k≈N1/2 и сравнимо с количеством секций m, а меандр образован расположением секций параллельно в ряд в одной плоскости на одинаковом расстоянии между секциями, торцы секций соединены лежащими в этой же плоскости идентичными Н-тройниками, каждый из которых выполнен с четвертьволновым короткозамкнутым прямым плечом и полуволновыми другими плечами, при этом к свободному торцу предыдущей секции подключено свободное прямое плечо очередного Н-тройника и к боковому плечу этого Н-тройника подсоединено боковое плечо Н-тройника следующего, а к свободному прямому плечу следующего Н-тройника подсоединен свободный торец следующей секции.

Способ настройки высокочастотного резонатора на резонансные частоты с заданной кратностью // 2601539

Изобретение относится к технике высоких и сверхвысоких частот. Особенностью заявленного способа настройки высокочастотного резонатора с заданной кратностью является то, что настройка резонатора на резонансные частоты с заданной кратностью осуществляется в порядке убывания влияния настраиваемой частоты на первую резонансную частоту и в порядке убывания взаимного влияния частот путем последовательных и циклически повторяющихся изменений переменных сосредоточенных емкостей, соответствующих резонансным частотам, начиная с первой резонансной частоты, до достижения заданной кратности частот.

Колебательная система на основе коаксиального керамического резонатора // 2597952

Изобретение относится к области СВЧ-техники и может быть использовано в составе полосно-пропускающих фильтров приемных и передающих устройств и в транзисторных автогенераторах.

Фильтр гармоник // 2591299

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции высокочастотных сигналов в радиотехнических устройствах, телевидении, системах связи и радиоканалах передачи телекоммуникационных данных.

Способ стабилизации амплитуды свч колебаний // 2490758

Изобретение относится к СВЧ и ускорительной технике. .

Устройство временной компрессии импульсов свч-энергии // 2472260

Изобретение относится к технике СВЧ, конкретно к области формирования импульсов СВЧ-энергии. .

Компрессор свч-импульсов // 2451390

Изобретение относится к технике СВЧ, предназначено для формирования высокочастотных импульсов и может быть использовано в радиолокации, в системах связи, исследовании газового разряда и плазмы.

Коаксиальный резонатор // 2449432

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено, например, для создания частотно-селективных устройств СВЧ, задающих цепей автогенераторов и др.

Дискретно перестраиваемый резонатор // 2405232

Изобретение относится к области техники сверхвысоких частот и может быть использовано в системах радиосвязи, радиолокации и телекоммуникаций диапазонов очень высоких (ОВЧ), ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот.

Электровакуумный микроволновый автогенератор клистронного типа // 2656707

Изобретение относится к генерированию электрических колебаний. Технический результат – повышение электронного кпд и мощности генерируемого излучения электровакуумного микроволнового автогенератора клистронного типа при работе в диапазонах миллиметровых и субмиллиметровых длин волн.

Замедляющая система // 2648235

Изобретение относится к электронной технике, в частности к замедляющим системам для СВЧ приборов с длительным взаимодействием. Технический результат - расширение полосы пропускания, увеличение коэффициента замедления и расширение функциональных возможностей.

Широкополосный многолучевой клистрон с многозвенной фильтровой системой // 2645298

Изобретение относится к многолучевым клистронам, используемым в качестве усилителей мощности электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн.

Ускоряющая структура с параллельной связью // 2605949

Изобретение относится к ускорительной технике, предназначено для ускорения электронов СВЧ полем при одновременном удержании пучка вблизи заданной оси магнитным полем соленоидального типа.

Способ генерации направленного движения электронов и устройство для его осуществления // 2577536

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для генерации магнитных полей. Технический результат - повышение относительной скорости направленного движения электронов в составе высокоскоростного потока ртутного пара.

Охлаждающая установка для осветительного устройства // 2513026

Изобретение относится к системам охлаждения, в частности охлаждения светильников. Технический результат заключается в повышении компактности и исключении шума при работе.

Ускоряющая структура с параллельной связью // 2472244

Изобретение относится к ускорительной технике. .

Способ производства литой мишени для магнетронного распыления из сплава на основе молибдена // 2454484

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при производстве распыляемых металлических мишеней для нанесения тонкопленочной металлизации различного назначения в микроэлектронике и других высоких технологиях.

Способ производства литой мишени из сплава на основе тантала для магнетронного распыления // 2454483

Изобретение относится к области металлургического производства распыляемых металлических мишеней для микроэлектроники, а также к изготовлению интегральных схем и тонкопленочных конденсаторов на основе тантала и его сплавов.

Способ получения составной мишени для распыления из сплава вольфрам-титан-рений // 2454482

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства распыляемых мишеней. .