Способ измерения эффективного характеристического сопротивления свч резонаторов

(23) Приоритет -. Ввударетвавный квинтет СССР вю Юав нзюбретеннй. Вырский, Ю. Д. Жарков,С Дмитриевмеханики и физикиКрасного Знамении Н. Г. Черньппевского А. Умеров, В. ААндрущкевич и В. ед В Научно-исследов при Саратовском государственном ельский институтрдена Трудовогоуниверситете имен 1) Заявите(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭффЕКТИВНОГО ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СВЧ РЕЗОНАТОРОВ ивно1 О 1Изобретение относится к области измерений, а именно, к электровакуумным СВЧ приборам и может быть использовано при разработке и оптимизации приборов СВЧ, использующих резонансные колебательные системы, в частности, резонаторы с распределенным взаимодействием и многозазорные резонаторы.Известен способ измерения эффект го характеристического сопротивлЕСущность его состоит в том, что на специальной вакуумной установке с помощьюизмерительного зонда с сеточным зазором методом тормозящего поля измеряют максимальные скорости электронов, подвергну- тых модуляции в исследуемом резонаторе, и, сравнивая их со скоростями немодулированных электронов, определяют эффективное характеристическое сопротивление по известным эффективной амплитуде напряжения, мощности генератора, коэффициенту отражения и добротностиОднако этот способ характеризуется сложностью проведения измерений характеристик электронного пучка в вакуумныхусловиях и сложностью установки.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способизмерения эффективного хврактеристического сопротивления СВЧ резонаторов,включающий измерение тока и ускоряю 1 цего напряжения электронного пучка и добротности резонатора, При измерении этимспособом собирают макет, состоящий издвух идентичных по внутренней геометриирезонаторов и электронного зонда. Затемв первый резонатор подается входной сиг- нал и подбором расстояния между резонаторами добиваются максимальной выходной мощности, снимаемой со второго резонатора. По найденной длине между центрами резонаторов и коэффициенту усиления, зная ускоряющее напряжение, ток,частоту сигнала, нагруженные и внешниедобротности резонаторов, находят величину эффективного характеристического сопротивления 21,70556Однако при измерении данным способом число измеряемых параметров достигает десяти. Это отражается на трудоемкости и точности измерений. Кроле того, подбор оптимального расстояния между5 резонаторами является довольно длительной операцией, требующей примененияспециального механизма плавного переме 1 цения между резонаторами. Для обеспечения измерений параметров резонаторов 10 указанным способом требуется дополнительно затрачивать время и средства на.изготовление второго резонатора, строго идентичного исследуемому по геометрическим размерам. 15Цель изобретения - повышение точности и оперативности измерений .эффективного характеристического сопротивлеФя М р..Сущность изобретения заключается в 20 том, что в способе измерения эффективного характеристического сопротивления СВЧ резонаторов, включающем измерения тока, ускоряющего напряжения электронного пучка и добротности резонатора, из" меряют сначала добротность резонатора в отсутствие электронного пучка, затем, пропустив через пролетный канал резона.ора электронный пучок и плавно изменяя ускоряющее напряжение, находяттакоеего 30 минимальное значение, при котором величина добротности резонатора при наличии электронного пучка равна его добротности без электронного пучка после чего последовательно увеличивая ускоряющее напря- З 5 жение при постоянном токе пучка снимают зависимость значения добротности резонатора в присутствии электронного пучка от ускоряющего напряжения и определяют40 эффективное характеристическое сопротивление Мр по формуле 34характеристического сопротивленич от ускоряющего напряжения.Обе зависимости экспериментально получены при практическом осуществлении способа, Предложенным способсм измеряется величина эффективного характерйстического сопротивления М о шести- зазорного цилиндрического резонатора с индуктивной связью. Резонатор работает на колебаниях в.ца(рабочей пространственной гармоникой высокочастотного поля является + 1-Я ) Резонансная частота 2,92 Ггц. Измерения проводятся с помощью электронного зонда, работающего при токе луча Ло= 0,1 А в интервале ускоряющих напряжений 3-17 кВ. Добротность измеряется по ширине резонансной кривой. Задающим генератором является генератор Г 4-9. Значение добротности резонатора в отсутствии электронного пучка - Йн = 440. На графике на фиг. 1 можно выделить точки А, В и С, где электроннач нагрузка равна нулю, т.е. О и = Сн . Эти точки соответствуют экстремальным точкам зависимости эффективного характеристического сопротивления от ускоряющего напряжения, причем точка перехода от отрицательной к положительной нагрузке резонатора /точка А и С/ соответствуют нулевыл значениям н р , а точка переход 7да от положительной к отрицательной электронной нагрузке /точка В/ - максимуму Ьр 45 Предложенный способ измерений эффективного характеристического сопротивлен; упрощает процесс и сокращает время измерений, так как уменьшается число измеряемых параметров, повышается точность измерений и упрощается измерительная установка. ф 5 л о и гуэп 1 н где а р - эффективное характеристи 2ческое сопротивление,3 - ток электронного пучка,оц - добротность резонатора при50наличии электронного пучка,О о - ускоряющее напряжение.На фиг. 1 показана кривая типичнойзавчснмости добротности резонатора вприсутствии электронного пучка от уско 55ряюшего напряжения при постоянном токепучка, полученная для одной из модификаций многозазорного резонатора, нафиг. 2 - кривая зависимости эффективного Зависймость величины м р для данно 1го резонатора показана на фиг. 2 в интервале напряжений пучка 5+ 16 кВ и определяется вышеприведенной расчетной формулой.Измерения Муказанным способом можно проводить как на вакуумной установке (резонатор с электронным пучком находится в вакууме), так и с помощью электронного зонда (резонатор находится вне вакуума), В последнелл случае повышается оперативность изл 4 ерений, поскольку не требуется проводить откачку и технологическую обработку исследуемого макета.705563 где М5 5Формула изобретенияСпособ измерения эффективного характеристического сопротивления СВЧ резонаторов, включающий измерения тока и ускоряющего напряжения электронного пучка и добротности резонатора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и оперативности, измеряют добротность резонатора в отсуч- ствие электронного пучка, затем, пропустив через резонатор электронный пучок и плавно изменяя ускоряющее напряжение, находят такое его минимальное значение, при котором величина добротности резонатора при наличии электронного пучка равна его добротности без электронного пучка, после чего последо-. вательно увеличивая ускоряющее напряжение при постоянном токе пучка д снимают зависимость значения добротнос .ти резонатора в присутствии электронного пучка от ускоряющего напряжения и опредещют, эффективное характерисэическое сопротивление РАР по формуле- эффективное характеристическое сопротивление ф.1 о - ток электронного пучкаС - добротность. резонатораЭПпри наличии электронного1 О пучкаО,ь- добротность резонаторав отсутствии электронного пучка;О о -, ускоряющее напряжение.15Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Егоров Г. П. и др, "Применениеизмерительного зонда для определенияпараметров резонатора нагруженного электронным пучком", Электронная техника,серия 1 фЭлектроника СВЧ,"% 1, 1975, с.114.2. Заявка % 2338391/25,кл. Н 01 1 25/10, 1976, по которойпринято решение о выдаче авторскогосвидетельства.705563 Сост авителА, Виноградов Текред Э. Ч 8047/58 Тираж 923ЦНИИИИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 38, Раушская бей де тная ЦуЬ)ц ал Ш" атент, г, Ужгоро Уусяорякцее наяряжвиие Фи 8. Л, фролова ик Корректор М. Ииг