Измеритель нагруженной добротности резонатора свч
Изобретение относится к технике измерений на СВМ и может быть использовано для измерения электрофизических параметров материалов на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности . Измеритель содержит генератор СВЧ 1 с встроенным частотомером, амплитудный модулятор 2, исследуемый резонатор 3 СВЧ, детектор 4 СВЧ, блок 5 автоматической подстройки частоты, усилитель 6ИЧ, переменный калиброванный фазовращатель 7 и частотомер 8. Повышение точности ддстигаётся за счет введения переменного калиброванного фазовращателя и образования замкнутой цепи НЧ-автогенератора, состоящей из усилителя 6, фaзoвpaп ateля 7, модулятора 2, резонатора 3 и детектора 4. НЧ-автогенератор преобразует измене- - ние сдвига фазы в резонаторе 3 в изменение частоты колебаний, .которое измеряется частотомером 8. 1 ил. kn
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Og} Of) (gf)g C 01 P. 27 26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
flPH ГКНТ СССР (21) 4715017/09 (22) 03.07.89 (46) 07.02,92. Бвл. )t 5 (71) Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры (72) В.С. Хитрин и h.Ï. !!!увалов (53) 621.317.343(088.8) (56) Иенде Ф.б., Спицын A.È. Поверхностный импеданс сверхпроводников.
Киев: Наукова думка, 1985, с, 136.
Лвторское свидетельство СССР
Р 1174876, кл. Г, 01 P 27/26, 1982. (54) И311ЕРИТЕЛ!) !!ЛГРУЖЕ!!НОП JTOBPOTНОСТИ РЕЗОНЛТОРЛ СВЧ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВ и может быть использовано для измерения электрофизических параметров материалов на СВЧ.
Цель изобретения — попьппение точности. Измеритель содержит генератор СВЧ
1 с встроенным частотомером, амплитудный модулятор 2, исследуемый резонатор 3 СВЧ, детектор 4 СВЧ, блок 5 asтоматической подстройки частоты, усилитель 6 !Р!, переменный калиброванный фазоврацатель 7 и частотомер 8. Повьппение точности достигается за счет введения переменного калиброванного фаэовращателя и образования замкнутой цепи НЧ-автогенератора, состоящей из усилителя 6, фазовращателя 7, модулятора 2, резонатора 3 и детектора 4.
НЧ-автогенератор преобразует измене- g ние сдвига Ааэы в резонаторе 3 в изменение частоты колебаний, которое измеряется частотомером Я. ил.
1711093
Ч +Ч + Ч(р) - 27n, (1) где ц) — сдвиг. фазы огибающей амплитудно-модулированных колебаний на исследуемом резонаторе 3 СВЧ
Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано для измерения электрофиэических параметров материалов на СВЧ, Цель изобретения — повышение точности измерителя.
На чертеже приведена структурная электрическая схема измерителя нагру женной добротности резонатора СВЧ.
Измеритель содержит генератор
СВЧ с встроенным частотомером, амплитудный модулятор 2, исследуемый резонатор 3 СВЧ, детектор 4 СВЧ, блок
5 автоматической подстройки частоты, усилитель 6 НЧ, переменный калиброванный Ьазовращатель 7 и частотомер 8.
Измеритель нагруженной добротности резонатора СВЧ работает следующим об- 20 разом.
Сигнал от генератора СВЧ 1 после прохождения исследуемого резонатора
:3 детектируется детектором 4 и поступает на вход блока 5, который настраивает генератор 1 СВЧ на резонансную частоту исследуемого резонатора 3, выделяя момент "опрокидывания фазы первой гармоники частотномодулированных колебаний, прошедших исследуемый резонатор 3. Значение резонансной, частоты измеряется встро-! енным частотомером генератора 1 СВ 1. т
Замкнутая цепь, состоящая из усилителя 6 переменного калиброванного
35 фазовращателя 7, амплитудного модулятора 2, исследуемого резонатора 3 и детектора 4, представляет собой
НЧ автогенератор, работающий, следующим образом. Нумовые колебания на 40 выходе усилителя 6, поступая через переменный калиброванный фазовращатель 7 и управляющий вход амплитудного модулятора 2, осуществляет модуляцию сигнала генератора t СВЧ.
Огибающая амплитудно-модулированных колебаний, прошедших исследуемый резонатор 3, выделяется на детекторе
4 и поступает на вход усилителя 6.
При выполнении амплитудного условия генерации в цепи установятся автоколебания, частота которых определяется уравнением баланса фаз — сдвиг фазы на переменном калиброванном Лазовращателе 7;
Ц (Г) — суммарный сдвиг фазы на остальных элементах цепи автогенератора; и = 0,1, Величина (р выражается формулой
tgqp = 2Г/fo Он, (2) где A < — нагруженная добротность исследуемого резонатора 3;
Гв — его резонансная частота;
F — частота автоколебаний НЧ автогенератора.
Подставив выражение (1) в формулу (2), получим соотношение для вычисления нагруженной добротности (н Р l2F Сд (2 я и -Ц вЂ” CP(F)) в котором величина 2 В и — (/(Р) определяется экспериментально при калибровке измерителя нагруженной добротности резонатора СБЧ. Тогда значение нагруженной добротности вычисляется по показаниям встроенного частотомера генератора СВЧ 1 и частотомера 8 и калибровочной кривой. Относительная погрешность измерения нагруженной добротности
hîö 6f, г /Н р/+/ ЬсР (р)/
"5 2; РЧ ;Т Ю Р становится минимальной при / 2п и ! о (ш (f(F)/ = 45,что соответствует значению F равному половине полосы пропускания исследуемого резонатора
3. Поэтому для обеспечения наименьшей погрешности значение сдвига фазы на фазоврацателе 7 устанавливается таким (g ), чтобы для середины диапазона измеряемых значений добротности сдвиг фаэ огибающей амплитудно-модулированного сигнала в резонаторе 3 (g ) был равен 45
Калибровка измерителя нагруженной добротности резонатора СВЧ производится следующим образом. Исследуемый резонатор 3 заменяют аттенюатором
СВЧ, потери которого примерно равны потерям исследуемого резонатора 3.
Изменяя дискретно величину сдвига фазы калиброванного фаэовращателя
Щ „ производится измерение соответствующих частот автоколебаний Г;.
По измеренной дискретной функциональ1711093
2» n — CP(F) = A(F) .
Составитель М. Кромин
Техред М.Иоргентал Корректор Л. Пилипенко Редактор В. Данко
Заказ 337 .ираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ной зависимости(Г строится калиб(ps ровочная кривая
При построении калибровочной кривой учтено, что сдвиг фазы НЧ колебаний на широкополосном аттенюаторе
СВЧ пренебрежимо мал.
После сиятпя калибровочной кривой
СВЧ аттенюатор заменяется на иэмеряемьп резонатор 3, а калиброванный фазовращатель устанавливается в положение обеспечивающее наименьшую по15 грешность (, . Для исключения влияния переотражении в СВЧ части цепи автогенератора, на входе и выходе исследуемого резонатора 3 могут быть включены развяэывающие элементы, которые обеспечивают независимость калибровочной кривой от изменения частоты СВЧ колебаний.
Повышение точности достигается за счет того, что схема автогенерато- 25 ра преобразует изменения сдвига фазы в исследуемом резонаторе 3 в изменения частоты колебаний. Налинейность амплитудного модулятора 2 в такой схеме оказывает значительно меньшее влияние.
Формула из обретения
Измеритель нагруженной добротности резонатора СВЧ, содержащий последовательно соединенные генератор СВЧ с встроенным частотомером, амплитудный модулятор, выход которого является выходом для подключения исследуемого резонатора СВЧ, последовательно соединенные детектор СВЧ и блок автоматической подстройки частоты, выход которого соединен с управляющим входом генератора СВЧ с встроенным частотомером, усилитель низкой частоты, вход которого соединен с выходом детектора СВЧ, при этом вход петектора
СВ I является входом для подключения исследуемого резонатора СВЧ, и частотомер, отличающийся тем> что, с целью повышения точности, выход усилителя низкой частоты соединен с модулирующим входом амплитудного модулятора через введенный переменный калиброванный фазовращатель, выход которого соединен также с входом частотомера.
