Измеритель нагруженной добротности резонатора свч

(Ю ОИ ОСУЯАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ледователь аппаратуалов1 оверхдников,с, 136,СССР1982,НОЙ ЛОБРОТ(54) ИзЕРИТКЛЬ ЛГРуРНОСТИ РЕЗОНЛТОРЛ СВч(57) Изобретение относке измерений на СВ ипользовано для измере ится к техниможет быть исия электрофизи ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) енде Ф.б Спицын Л,Иностный импедацс сверхпровоКиев Наукова думка, 1985,Лвторское свидетельствоР 1174876, кл, Г, 01 Р 27/26 2ческих параметров материалов ца СВЧ.Цель изобретения - попьппецие точности. Измеритель содержит генератор СВЧ41 с встроенным частотомером, амплитудныц модулятор 2, исследуемый резонатор 3 СВЧ, детектор 4 СВЧ, блок 5 автоматической подстройки частоты, усилитель 6 НЧ, переменный калиброванныйФазовращатель 7 и частотомер 8. Повьппецце точности достигается за счетвведения переменного калиброванногоЬаэовращателя и образования замкнутойцепи НЧ-автогсцератора, состоящей изусилителя 6, Ьгзовращателя 7, модулятора 2, резонатора 3 и детектора 4,НЧ-автогенератор преобразует изменение сдвига Ааэы в резонаторе 3 в изменение частоты колебаний, которое измеряется частотомером Я.ил,Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано для измерения электрофиэических параметров материалов на СВЧ,Цель изобретения - повьппение 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 калиброванньп Ьазовращатель 7 и частотомер 8.Измеритель нагруженной добротности резонатора СВЧ работает следующим об разом.Сигнал от генератора СВЧ 1 после прохождения исследуемого резонатора 3 детектируется детектором 4 и поступает на вход блока 5, который наст раивает генератор 1 СВЧ на резонансную частоту исследуемого резонатора 3, выделяя момент "опрокидывания Фазы первой гармоники частотнбмодулированных колебаний, прошедших исследуемый резонатор Э. Значение резонансной, частоты измеряется встроенным частотомером генератора 1 СВ 1.Замкнутая цепь, состоящая из усилителя 6 переменного калиброванного135 фазовращателя 7, амплитудного модулятора 2, исследуемого резонатора Э и детектора 4, представляет собойНЧ автогенератор, работающий; следующим образом. Нумовые колебания на выходе усилителя 6, поступая через переменный калиброванный фазовращатель 7 и управляющий вход амплитудного модулятора 2, осуществляет модуляцию сигнала генератора 1 СВЧ, 45 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 авто- колебания, частота которых определяется уравнением баланса фазц ++ (р(р) 27 п, (1) где Ц) - сдвиг. фазы огибающей амплитудно-модулированных колебаний на исследуемом резонаторе 3 СВЧс - сдвиг фазы на переменном калиброванном Фазовращателе 7; Ц(Г) - суммарный сдвиг фазы на остальных элементах цепи авто- генератора;и = 0,1.Величина (р выражается формулой ед( = 2 г/Г 0Оп,(2) где О и - нагруженная добротность исследуемого резонатора 3;Гв - его резонансная частота; Р - частота автоколебаний НЧ автогенератора.Подставив выражение (1) в формулу (2), получим соотношение для вычисления нагруженной добротности н Г /2 Р Сд (2 и и -Ц - Ч 7(Г, в котором величина 2 и 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 Ьрн И, Ьг /НУ(+ ЬУ (Г)"5ГР 1 йу 75 становится минимальной при / 2 пп.ю о- (Г)/ = 45 ,что соответствует значению Г, равному половине полосы пропускания исследуемого резонатора 3, Поэтому для обеспечения наименьшей погрешности значение сдвига Фазы на Фазоврацателе 7 устанавливается таким (Сф ), чтобы для середины диапазона измеряемых значений добротности сдвиг Фаэ огибающей амплитудно-иодулированного сигнала в резонаторе Э ) был равен 451Калибровка 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 Щр производится измерение соответствующих частот автоколебаний Г;. По измеренной дискретной функциональ1711093 2 п и Ц(Р) = А(Г),30 Составитель М. КроминТехред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко Редактор В. Данко Заказ 337 .ирак ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,301 ной зависимости(1 строится калиб(ровочная кривая При построении калибровочной кривой учтено, что сдвиг аэы НЧ колебаний на широкополосном аттенюаторе СВЧ пренебрежимо мал.После снятпя калибровочной кривой СВЧ аттенюатор заменяется на иэмеряемьп резонатор 3, а калиброванный фазовращатель устанавливается в положение обеспечивающее наименьшую по 15 грешность Ц 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.Повьппение точности достигается за счет того, что схема автогенерато 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 изобретенияИзмеритель 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 детектора СВЧ является входом для подключения исследуемого резонатора СВЧ, и частотомер, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности, выход усилителя низкой частоты соединен с модулирующим входом амплитудного модулятора через введенный переменный калиброванный фазовращатель, выход которого соединен также с входом частотомера.