Способ измерения кпд возбуждения открытого резонатора

 

Изобретение относится к технике измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Данный способ измерения КПД возбуждения открытого резонатора (ОР) состоит из трех этапов. На первом этапе изменением частоты СВЧ-г-ра 1 или расстояния между зеркалами 5 и 6 настраивают ОР в резонанс. Затем измеряют резонансную длину волны при помощи волномера 3 и длину ОР. Измерителем 13 измеряют мощность на выходе 12 рефлектометра 4 с учетом ослабления направленного ответвителя. Последовательно меняют местами измеритель 13 с согласованными нагрузками 15 и 11 и измеряют мощности. Затем по ф-ле определяют радиус пятна поляна зеркале 6, На втором этапе измеряют собственную добротность ОР по ширине резонансной кривой, наблюдаемой на индикаторе СВЧ-анализатора спектра. На третьем этапе измерителем 13 измеряются мощности при помещении зеркала 6 в поле нормально подакнцей электромагнитной волны и при замещении зеркала 6 антенной с известньш коэф. усиления. Затем по ф-ле определяют КПД возбуждения ОР. -3 ил. tt (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

„, SU l4255 2 (5g 4 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4216765/24-09 (22) 25.03 ° 87 (46) 23.09.88. Бюл, Ф 35 (71) Институт радиофизики и электроники АН УССР . (72) Б.M.Hóëãàêoâ, M.Ï.Íàòàðîâ и В.Н.Скресанов (53) 62 1.317.337 (088,8) (56) Овечкин С.M., Тагер A.Ñ. Экспериментальное исследование возбуждения открытого резонатора СВЧ: Электронная техника. Сер Электроника СВЧ.

Вып. 3 375, 1985, Труды МВТУ им.Н.Э.Баумана, 1974, Р 199, с.193-194. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КПД ВОЗБУЖД",—

НИЯ ОТКРЬГГОГО РЕЗОНАТОРА (57) Изобретение относится к технике измерений. Пель изобретения — повышение точности измерений. Данный способ измерения КПД возбуждения открытого резонатора (ОР) состоит из трех этапов. На первом этапе изменением частоты СВЧ-r-ра 1 или расстояния между зеркалами 5 и 6 настраивают ОР в резонанс. Затем измеряют резонансную длину волны при помощи волномера 3 и длину OP. Измерителем 13 измеряют мощность на выходе 12 рефлектометра 4 с учетом ослабления направленного ответвителя, Последовательно меняют местами измеритель 13 с согласованными нагрузками 15 и 11 и измеряют мощности. Затем по ф-ле определяют радиус пятна поля на зеркале 6.

На втором этапе измеряют собственную добротность ОР по ширине резонансной кривой, наблюдаемой на индикаторе

СВЧ-анализатора спектра. На третьем этапе измерителем 13 измеряются мощности при помещении зеркала 6 в поле нормально подающей электромагнитной волны и при замещении зеркала 6 антенной с известным коэф. усиления.

Затем по ф-ле определяют КПД возбуждения OP ..3 ил.

142556?

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах, а именно к измерению параметров открытых резонаторов.

Цель изобретения — повышение точ5 ности измерений.

На фиг.1 показана функциональная схема измерения длины волны СВЧ-сигнала 1 мощности падающего Р„„д и от- 10 раженного Р„„ СВЧ-сигналов, мощности СВЧ-сигнала, прошедшей через второе зеркало открытого резонатора P,,,на фиг.2 — одна из возможных функци.ональных схем измерения собственной !

;добротности открытого резонатора Q, на фиг.3 — - функциональная схема изме,рения мощности СВЧ-сигнала Р,, про-! .:шедшего через второе зеркало в поле IIJIOCKOA BOJIHbI H IIJIOTHOCTH MOIII,HOCTH плоской электромагнитной волны /,, падающей на второе зеркало открытого резонатора.

Измерение КПД возбуждения открытого резонатора осуществляют в несколько этапов °

На первом этапе СВЧ-генератор 1

:(фиг.1) через развязывающий аттеню. атор 2,. волномер 3 и рефлектометр 4

30 соединяют волноводным трактом с открытым резонатором, образованным зеркалами 5 и 6, через элемент 7 связи на зеркале 5. На другом зеркале 6 выполнен дополнительный элемент 8 свя- 35 зи, а также вспомогательный элемент

9, который используют при измерении собственной добротности открытого резонатора, соединенный с согласованной нагрузкой 10. Элемент 8 связи также 40 соединяют с согласованной нагрузкой

11. К выходу 12 рефлектометра 4 подключают измеритель 13 мощности, а к выходу 14 — согласованную нагрузку

15. Изменением частоты генератора 45

СВЧ или расстояния между зеркалами настраивают открытый резонатор в резонанс. Затем измеряют резонансную длину волны, при помощи волномера

3 и длину 1 открытого резонатора. Из- 50 мерителем 13 мощности измеряют мощность PII„> на выходе 12 рефлектометра 4 с учетом осдабления направленного ответвителя. Последовательно меняют местами измеритель 13 мощности с согласованными нагрузками 15 и 11 и измеряют соответственно мощности P ð и Р . Радиус пятна поля ш на зеркале

6 определяют по формуле й, Г ) л /(Р 1) (R +R 1)

2 z где R и Р. — радиусы кривизны зеркал

5 и б соответственно.

На втором этапе измеряют собственную добротность Q открытого резонатора. Модулированный по частоте СВЧсигнал генератора 1 со средней частотой, равной резонансной, через развязывающий аттенюатор 2, волномер 3 и дополнительный элемент 8 связи подают в открытый резонатор, образованный зеркалом 6 и сплошным зеркалом

16, имекщим геометрию, идентичную зеркалу 5. Зеркала располагают на том же расстоянии, что и зеркала 5 и 6 на первом этапе измерений. После достижения резонанса прошедший через открытый резонатор СВЧ-сигнал через вспомогательный элемент 9 связи подают на вход СВЧ-анализатора 17 спектра, а резонансную кривую наблюдают на его индикаторе. По ширине резонансной кривой определяют собственную добротность открытого резонанса.

Размеры элементов 8 и 9 связи выбирают такими, чтобы потери, вносимые ими в открытый резонатор, были значительно меньше собственных потерь, которые при соответствующем подборе геометрии открытого резонатора могут быть чисто омическими.

На третьем этапе зеркало 6 помещают в поле нормально падающей электромагнитной волны, излучаемой антенной 18. На выходе дополнительного элемента 8 связи измеряют мощность

Р измерителем 13. Затем зеркало 6 замещают антенной 19 с известным коэффициентом усиления С, на выходе которой измерителем 13 измеряют мощность Р и вычисляют g =?ЛР/(ZOC;) . Антенну 18 помещают на таком расстоянии от плоскости расположения зеркала 6 и антенны 19, чтобы выполнялось условие дальней зоны. Для устранения влияния окружающих предметов измерения проводят в безэховой камере 20.

Чтобы исключить краевые эффекты, зеркало 6 диафрагмируют поглощающим экраном 21.

По величинам Яо, 1, и, Рпдг у PpIр в

P„, Q,,Р„,g КПД возбуждения открытого резонатора находят по формуле

2я ы IPo з 142 полученной для случая возбуждения открытого резонатора на основной моде °

Расчетная формуламожет быть получена и для случая возбуждения открытого резонатора на высших модах, при этом входящие в нее измеряемые величины останутся теми же.

5562 плоской электромагнитной волны, падающей на второе зеркало открытого резонатора, а искомый параметр вычисляют по формуле

8л ы 1РfКПД где

Pî t1

25

Формула изобретения

Способ измерения КПД возбуждения открытого резонатора, включающий возбуждение открытого резонатора через первое зеркало, измерение длины волны

СВЧ-сигнала, определение радиуса пятна поля на втором зеркале открытого резонатора, измерение длины открытого резонатора, мощности падающего и отраженного СВЧ-сигналов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно измеряют мощность СВЧ-сигна.ла, прошедшего через второе зеркало открытого резонатора, собственную добротность открытого резонатора, помещают второе зеркало открытого резонатора в поле нормально падающей плоской электромагнитной волны, измеряют мощность СВЧ-сигнала, прошедшего через второе зеркало открытого резонатора, измеряют плотность мощности

t длина волны СВЧ-сигнала", радиус пятна поля на втором зеркале по уровню 1/1; длина открытого резонатора, мощность падающего на открытый резонатор СВЧ-сигнала; мощность отраженного от открытого резонатора СВЧсигнала; мощность СВЧ-сигнала, прошедшего через второе зеркало открытого резонатора; собственная добротность открытого резонатора, мощность СВЧ-сигнала, прошедшего через второе зеркало открытого резонатора в поле плоской волны, плотность мощности плоской электромагнитной волнЫ, падающей на второе зеркало открытого резонатора.

1425562

Составитель В. Гончаров

Техред А.Кравчук Корректор В.Романенко

Редактор Н,Рогулич

Заказ 4762/41 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4