Способ измерения собственной добротности ускоряющего резонатора
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОИ:КОМУ С ТЕЛЬСТВУ
<,686534 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2404.78 (21) 2609491/25 с присоединением заявки Мо
{23) Приоритет
М (лЗ
Н 01 J 25/00
Н 05 Н 7/02
Государственный комитет
СССР яо делам изобретений я открытий
Опубликовано 070981. Бюллетень 89 33
Дата опубликования описания 070981 (53) УДК 621. 384 .6(088.8) (72) Автор изобретения
И.С.Щедрин
Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заяв итель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОБСТВЕННОЙ ДОБРОТНОСТИ е
УСКОРЯЮЩЕГО РЕЗОНАТОРА
1--, =.--.- =..---.
1 ь1 .
1 2
Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании и настройке различных видов резонаторов. 5
Известен 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 Р1 и выходной Р коэффициенты связи, определяют собственную добротность Qо из выражения
Q0 = Q„(1+ (.1+ рг)
Э
Недостатком данного способа является необходимость предварительного измерения коэффициентов связи,что не всегда представляется возможным и усложняет процедуру измерений, Наиболее близким техническим решением является способ измерения собственной добротности Q О методом четырехполюсника (2), также основанный на определении нагруженной добротности по ширине резонансной кривой, при измерении которой входная и выходная связи уменьшены настолько, что их коэффициенты удовлетворяют соотношениям Ц <(1 и P < 1. Тогда из выражения (1) следует что
0о н
Недостатком этого способа является то, что выражение (2) выполняется с хорошей степенью точности тогда, когда связи минимальны, т.е. требуется, чтобы p< — 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 Q в функН ции положений петель связи, соответствующим уменьшающимся значениям Р и
Эти 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.
686534
Диапазон измеряемых собственных ,добротностей Q можно расширить увеличением коэффйциентов связи с резонагором. Например, при В = 4 коэффициент передачи К(!Ио)„„с!) - 0,8 при В„ = 5, а собственная добротность
-определяется из выражения (1) как (13) Ом - 10 Q„ (6) еo - 2- а„ (10)
Если В 1, то K (tt)o ) c! Oк,5 при
В =2и
2 .В Q> 4 Q> (11)
Если В 1, то К(Ь ) = 0,5 при
В 2 и ()((a!ac .!
0о- 2 В,! Юн =.4 Ян
Формула изобретения (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 as связей регулируют вторую связь так,чтобы выходной сигнал резо= натора стал максимальным, что соответствует равенству единице коэффициен- lO та второй связи.
Это вытекает из того, что коэффициент передачи мощности на резонансной частоте1в ts(через резонатор, имеющий две связи, определяется выражением (((ац) - (-Д вЂ” — p (3)
Анализ показывает, что:функция
К(1Д от двух переменных В1и В вы- 20 .ражения 3 имеет максимумы при сле-, дующих условиях: если P const, à P — переменная величина, то K(tgfo) принймает макси1 мальное значение при
1 + В (4) и коэффициент передачи равен (ф — - - — - — ) 30 !
+Ь если В const, à p — переменная величина, то K(ufo)принимает максимальное значение при
+ В2 35 и коэффициент передачи равен
K(Qlo) — " - - — " (7) макс р В 1+В
Предлагаемы способ измерения собственной добротности Япможно проиллюстрировать на примере резонатора с двумя регулируемыми связями", коэффициенты которых могут принимать значения от В,.«1 до В„. существенно больших единицы. Так при постоянном зна- 45 чении p„«!
P< rpa P 1 (8) при постоянном значении В<<<1
К(иЬ МС В, при В, 1 (9)
Собственная добротность Qo из выражения (1) с учетом выражений (8) и (9) определяется по измеренному значеник! нагруженной добротности 0„ ра- у венством
Предлагаемый способ измерения собственной добротности позволяет также определять значения коэффициентов связи при различных их положениях.
Измерив значения собственной добротности ч и коэффициента одной из связей, можно, изменяя положение второй связи, по измерениям нагруженной добротности Q> определить значения ее коэффициента связи.
Например, если В известно и фиксировано, то — (1 +В ) (14)
0.
Q„
1 1 если В известно и фиксировано, .то в4 - -Я - (1 + в1 ) (1.5)
Таким образЬм, можно поочередно проградуировать положения связей в единицах значений коэффициентов связи, т.е. расширяются функциональные возможности метода четырехполюсника.
Данный способ измерения собственной добротности Q и коэффициентов о связей В< и В применим в технике сверхвысоких частот и там, где используются высокочастотные резонаторы, замедляющие и ускоряющие резонансные системы, 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 и значительных пределах.
Предлагаемый способ может быть использован для настройки и согласования ускоряют!х резонаторов ускорителей, резонаторных трансформаторов типа волны ускоряющих секций, работающих на бегущей волне. Достоинствами способа является то, что он значительно упростит процедуру измерений
0, методом четырехполюсника и исполь-. зуемую аппаратурную часть измерительных схем, кроме того, позволит измерять коэффициенты связи В(и В 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. Валуев
Редактор Н.Суханова Техред М. Рейвес . Корре>;тор С. Корниенко
Заказ 6707/61 Тираж 784 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Рауииская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, УЛ. Проектная, 4 мощью регулировки величин входной и выходной связей, о т л и ч а ю— шийся тем,что, с целью упрощения процесса измерения и расширения функциональных возможностей, при произвольной входной и выходной связи по максимальному сигналу на выходе резонатора устанавливают коэффициент второй связи на единицу больший, чем коэффициент связы.
Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе
1. Теория линий передачи сверхвысоких частот, пе? евод с англ. под .ред. A,È.Øïóíòîâà, М., "Сов.радио", 1951, т. 1, с.. 253-255.
2. Гинзтон Э.Л. Измерения на сантиметровых волнах, перевод с англ. под ред. Г.А.Ремеза, ИЛ, М., 1960,с.495498 (прототип) .