Способ измерения собственной добротности ускоряющего резонатора

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2404.78 (21) 26 09491/25с присоединением заявки Мо(23) Приоритет М Клэ Н 01 7 25/00Н 05 Н 7/02 Государственный комитет СССР яо делам изобретений я открытий(72) Автор изобретения И.С.Щедрин Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОБСТВЕННОЙ ДОБРОТНОСТИ-" " - УСКОРЯЮЩЕГО РЕЗОНАТОРА1 2 Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании и настройке различных видов резонаторов, 5Известен способ измерения добротности ускоряющих резонаторов - метод передачи (резонансный, метод) или так называемый метод четырехполюсника, основанный на измерении резонансной кривой передачи сигнала от генератора через исследуемый резонатор к детектору, по ширине которой определяют нагруженную добротность (11.Измеряя любым известным образом входной 1 и выходной ) коэффициенты связи, определяют собственную добротность 0,о из выражения(1+ Р,1+ рг)3Недостатком данного способа явля О ется необходимость предварительного измерения коэффициентов связи,что не всегда представляется возможным и усложняет процедуру измерений.Наиболее близким техническим решением является способ измерения собственной добротности ЧО методом четырехполюсника (21, также основанный на определении нагруженной добротности по ширине резонансной кри- З 0 вой, при измерении которой входнаяи выходная связи уменьшены настолько,что их коэффициенты удовлетворяютсоотношениям Ц (1 и р1. Тогдаиз выражения (1) следует что 0 о -нНедостатком этого способа является то, что выражение (2) выполняется с хорошей степенью точности тогда, когда связи минимальны, т,е. требуется, чтобы Р,1 - Д - О. Это приводит к необходимости введения во входную и выходную цепи резонатора усилителей с большим коэффициентом усиления, поскольку приходится иметь дело с очень малыми сигналами на выходе резонатора, Дополнительно пользуются графическими построениями зависимостей О в функНции положений петель связи, соответствующим уменьшающимся значениям( иЭти недостатки усугубляются при использовании метода четырехполюсника для измерения добротности сверхпроводящих ускоряющих резонаторов методами медленного и особенно быстрого свнпирования частоты генератора,Целью изобретения является упрощение процесса измерения и расширение его функциональных возможностей,(12) 6 Поставленная цель достигается тем, что при произвольном постоянном значении коэффициента одной из связей по максимальному сигналу на выходе резонатора устанавливают коэффициент другой связи на единицу больший, чем ,коэффициент Фиксированной связи. При минимальном значении коэффициента одной из связей регулируют вторую связь так,чтобы выходной сигнал резо-. натора стал максимальным, что соответствует равенству единице коэффициен О та второй связи.это вытекает из того, что коэффициент передачи мощности на резонансной частотев ичерез резонатор, имеющий две связи, определяется вы ражением к)ао) - ).Я) -- ) )3)Анализ показывает, что: функция К(о 4 от двух переменных Р и Р вы .ражения 3 имеет максимумы при сле-, дующих условиях;если Р щ сопкой, а- переменная величина, то К(ц/о) принймает максимальное значение при1+ 3 (4) и коэффициент передачи равен(Щ - ф- - ф - " ф - ) 30фокс РъЬ Ресли Рсопьс, а Р - переменная величина, то К(Юо)принимает максимальное значение при 1 + 35 и коэффициент передачи равенК Юо) - " - -( 7 )мокс Р Р.РПредлагаемы способ измерения собственной добротности аоможно проиллюстрировать на примере резонатора с двумя регулируемыми связями", коэффициенты которых могут принимать значения от Р 1 до Р существенно больших единицы. Так при постоянном зна чении 13К (Мо,ож Рг рн РПри постоянном значении Р 1К(и 0)М КС Рй при Р1 (9)Собственная добротность аО из выражения (1) с учетом выражений (8) и (9) определяется по измеренному значеник нагруженной добротности а ра- у венством 2 ан (10)Если (3 а 1, то К(Фо)0 5 приР=2 ибОа, - 2 Р а - 4 а (11)Если Р 1, то К(ь) = 0,5 приР 2 искс фао 2 Р ан = .4 а) Диапазон измеряемых собственных ,добротностей а можно расширить увеличением коэффйциентов связи с резонагором. Например, при Р = 4 коэфФициент передачи КИо)с, 0,8 при Р = 5, а собственная добротность -определяется из выражения (1) как(13) Предлагаемый способ измерения собственной добротности позволяет также определять значения коэффициентов связи при различных их положениях. Измерив значения собственной добротности а и коэффициента одной из свя-зей, можно, изменяя положение второй связи, по измерениям нагруженной добротности а определить значения ее коэффициента связи.Например, если Р известно и фиксировано, то- (1 +Р ) (14)аа 1,если 8 известно и фиксировано, .то- (1 + Р ) (1,5) Л Таким образЬм, можно поочередно проградуировать положения связей в единицах значений коэффициентов связи, т.е, расширяются Функциональные возможности метода четырехполюсника.Данный способ измерения собственной добротности а и коэФфициентовосвязей 8 и Р применим в технике сверхвысоких частот и там, где используются высокочастотные резонаторы, замедляющие и ускоряющие резонансные систе)и, параметры которых необходимо измерять. Способ особенно удобен для измерения собственной добротности и испытания сверхпроводящих резонаторов, где затруднено измерение значений коэффициентов связи другими методами и где сузи можно регулировать в значительных пределах. Предлагаемый способ может быть использован для настройки и согласования ускорякапх резонаторов ускорителей, резонаторных трансформаторов типа волны ускоряющих секций, работающих на бегущей волне. Достоинствами способа является то, что он значительно упростит процедуру измерений а методом четырехполюсника и исполь-. зуемую аппаратурную часть измерительных схем, кроме того, позволит измерять коэФФициенты связи Р и Р и градуировать их положения, т.е.расширяются Функциональные возможности метода четырехполюсника. Способ измерения собственной добротности ускоряющего резонатора, основанный на измерении методом четырехполюсника, нагруженной добротности по ширине резонансной кривой с по686534 Составитель Н. ВалуевРедактор Н.Суханова Техред М. Рейвес .Корректор С. Корниенко Заказ 6707/61 Тираж 784 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. ужгород, УЛ. Проектная,4 мощью регулировки величин входнойи выходной связей, о т л и ч а ю -щ и й с я тем,что, с целью упрощения процесса измерения и расширенияфункциональных возможностей, припроизвольной входной и выходной связи по максимальному сигналу на выходерезонатора устанавливают коэффициентвторой связи на единицу больший, чемкоэффициент связы. Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Теория линий передачи сверхвысоких частот, пе 1 евод с англ, под,ред. А.И,Шпунтова, М., "Сов.радиоф,1951, т. 1, с. 253-255,2. Гинзтон Э.Л. Измерения на сантиметровых волнах, перевод с англ. подред. Г.А.Ремеза, ИЛ, М., 1960,с.495498 (прототип),