Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 5.1.3. Измерения характеристикСуществует много различных методов измерения характеристик резонаторов [82, 111, 138]. Например, методы определения добротности и параметров связи разбиваются в общем случае на три класса. В первом из них параметры зависят от измерения амплитуды и фазы волн, отраженных от резонатора как функции частоты; для этого метода необходимо иметь генератор и измеритель стоячих волн [139, 207]. Рассмотрение параллельного контура, изображенного на рис. 5.3, а, приводит к выражению для КСВН при резонансе:
в зависимости от того, будет ли связь резонатора выше или ниже критической; эти уравнения будут определять величину Динамическое определение [222] девиации частоты и условий связи с помощью источника энергии СВЧ с качающейся частотой и нулевого детектора намного снижает требования к стабильности частоты, и при этом отпадает необходимость заранее знать характеристику приемника. Нагруженная или ненагруженная добротность резонатора может быть найдена [139, 189, 262] из сдвига фазы в картине стоячих волн как функция частоты вблизи резонанса. Для систем с низкой добротностью и сильной связью эти измерения совершенно точны. Из круговой диаграммы можно определить величины отсюда вычислить величину
а для
Рис. 5. 6. Смещение минимума стоячей волны для объемного резонатора; а — Из экспериментального графика зависимости КСВН от частоты получаются частоты, соответствующие КСВН в точках полуспада мощности. Второй класс измерений резонаторов включает определение декремента затухания и более пригоден для резонаторов с высокой добротностью. В методике измерений, описанной Шэйвом и Бареллом [183], в резонаторе получают колебания большой амплитуды, возбуждая его импульсами высокочастотной энергии шириной
Последующее экспоненциальное ослабление мощности, возвращаемой фидеру, будет тогда мерой
Декремент затухания может быть определен путем измерения возвращенной мощности в моменты
Так как времена затухания малы, то их наблюдают на осциллографе. В третьем классе измерений резонатор присоединяется к согласованному генератору и детектору и передача определяется как функция частоты; тогда нагруженную добротность
Рис. 5.7. Блок-схема установки для измерения добротности На осциллографе развертывается частотная характеристика резонатора с обозначенными точками полуспада мощности, а также картина вида колебаний генератора. (См. [139].) Измерения добротности облегчаются применением метода качания частоты; типичная схема измерения [139] показана на рис. 5.7. Мощность высокой частоты от частотно-модулированного генератора пропускается через исследуемый резонатор к диодному детектору. Продетектированный сигнал усиливается и подается на пластины вертикального отклонения луча осциллографа. Пилообразное напряжение, определяющее качание частоты, подается также на пластины горизонтального отклонения, в результате на экране получается изображение характеристики полосы пропускания резонатора. Генератор служит местным гетеродином приемника с очень узкой полосой пропускания. Сигналы с выхода видеоусилителя используются для модуляции яркости электронно-лучевой трубки, что позволяет получить на экране яркие точки, которые при соответствующей регулировке могут указывать точки полуспада мощности резонатора. Нагруженная добротность измеряется как отношение резонансной частоты к ширине полосы пропускания. Во время качания частоты мощность на выходе генератора изменяется, поэтому для улучшения точности измерений необходима индикация выходного сигнала в виде дополнительного второго изображения на экране двухлучевой трубки. Сопоставляя изображения сигналов от резонатора и генератора, легко ввести поправку на изменение мощности. Чтобы облегчить измерение полосы пропускания, можно ввести калибровочные метки. Видоизмененный метод [114] включает сравнение изображения на экране осциллографа с характеристикой передачи резонансного контура высокой частоты. Резонаторы с одним плечом для ввода энергии могут быть соединены с детектором параллельно или последовательно. Когда резонатор проходит через состояние резонанса, то показания индикатора мощности падают до минимума. Посредством согласованного гибридного соединения [166] или двух направленных ответвителей [204] можно получить сигналы, пропорциональные мощности, подводимой к резонатору и отраженной от него. Эти сигналы подаются попеременно через синхронный переключатель к пластинам вертикального отклонения осциллографа. Периодические сигналы можно также [6] подавать на обе системы пластин осциллографа одновременно. Тогда тангенс угла наклона прямой линии к оси А, получающейся на экране осциллографа, будет пропорционален отношению мощностей. Информация о высокочастотных полях, существующих в резонаторе, может быть получена с помощью процесса моделирования в электролитической ванне [9] или методами возмущения [104, 180, 181]. При этом методе в то место, где напряженность электрического поля в резонаторе большая, можно ввести диэлектрический зонд [164]. Более распространенной процедурой [83, 87, 280] является введение в резонатор металлического предмета. Если
Если поместить в резонатор металлический предмет там, где электрическое поле велико, а магнитное поле ничтожно, то
Добротность резонатора можно записать в виде
где С — относится к емкости. Параллельное активное сопротивление путем из результатов измерений отношения
так что отношение
где I — действующая длина, а Подстановка уравнения (5.52) в уравнение (5.49) дает
из которого можно вычислить отношение Существуют методы для непосредственного измерения параллельного активного сопротивления. Спроулл и Линдер [195] использовали диэлектрический стержень, имеющий активное сопротивление
Параллельное активное сопротивление [128] можно также измерить, пользуясь для обнаружения малых сдвигов передачи фазы простым мостовым методом. Применение в линии проходного резонатора позволяет использовать слабую связь. Уравнение (5.53) может быть переписано следующим образом:
где
|
1 |
Оглавление
|