Способ измерения эффективного характеристического сопротивления свч резонаторов

Способ измерения эффективного характеристического сопротивления свч резонаторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 705563 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлеио23.08.77 (21) 2519445/18-25 с присоединением заявки ре— (23) ПриоритетОпубликоваио25.12.79. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 28,12.79, (51)м. Кл.

H 01,) 25/10

Ввулврстванныб квинтет

СССР

Io млам нзюбретеннй и етхрытнй (53) УДУ 821.Э85. .624(088,8) (72) Авторы изобретения

В. К. Федоров, Э. A. Умеров, В. А. Вырский, Ю. Д. Жарков, В. С. Андрущкевич и Б. C. Дмитриев

Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете имени Н. Г. Черньппевского т (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО

ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

СВЧ РЕЗОНАТОРОВ

Изобретение 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 эффективно» . го характеристического сопротивления.

Сущность его состоит в том, что на специальной вакуумной установке с помощью измерительного 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 добротности (11.--:

Однако этот способ характеризуется сложностью лроведения измерений характеристик электронного пучка в вакуумных условиях и сложностью установки.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ измерения эффективного характеристичес кого сопротивления СВЧ резонаторов, включающий измерение тока и ускоряю1цего напряжения электронного пучка и добротности резонатора. При измерении этим способом собирают макет, состоящий из двух идентичных по внутренней геометрии резонаторов и электронного зонда. Затем в 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 внешние добротности резонаторов, находят величину эффективного характеристического сопротивления (2).

70556

Однако при измерении данным способом число измеряемых параметров достигает десяти. Это отражается на трудоемкости и точности измерений. Кроле того, подбор оптимального расстояния между

5 резонаторами является довольно длительной операцией, требующей применения специального механизма плавного перемещения между резонаторами. Для обеспечения измерений параметров резонаторов 0 указанным способом требуется дополнительно затрачивать время и средства на. изготовление второго резонатора, строго идентичного исследуемому по геометрическим размерам. 15

Бель изобретения — повышение точности и оперативности измерений . эффективного характеристического сопротивле йя 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- 25 меряют сначала добротность резонатора в отсутствие электронного пучка, затем, пропустив через пролетный канал резона.ора электронный пучок и плавно изменяя ускоряющее напряжение, находяттакое его З0 минимальное значение, при котором величина добротности резонатора при наличии электронного пучка равна его добротности без электронного пучка после чего последовательно увеличивая ускоряющее напря- З5 жение при постоянном токе пучка снимают зависимость значения добротности резонатора в присутствии электронного пучка от ускоряющего напряжения и определяют

40 эффективное характеристическое сопротивление М р по формуле

4

I характеристического сопротивленич от ускоряющего напряжения.

Обе зависимости экспериментально получены при практическом осуществлении способа. Предложенным способс м измеряется величина эффективного характерйстического сопротивления М р шестизазорного цилиндрического резонатора с индуктивной связью. Резонатор работает на колебаниях в. ца †„ (рабочей пространственной гармоникой высокочастотного поля является + 3-Я ) Резонансная частота 2,92 Ггц. Измерения проводятся с помощью электронного зонда, работающего при токе луча Л,>= 0,1 A в интервале ускоряющих напряжений

3-17 кВ. Добротность измеряется по ширине резонансной кривой. Задающим генератором являет.я генератор Г4-9. Значение добротности резонатора в отсутствии электронного пучка — Чн = 440.

На графике на фиг. 1 можно выделить точки А, В и С, где электроннач нагрузка равна нулю, т.e CI и = Q> . Эти точки соответствуют экстремальным точкам зависимости эффективного характеристического сопротивления от ускоряющего напряжения, причем точка перехода от отрицательной к положительной нагрузке резонатора /точка Л и С/ соответствуют нулевьв. значениям н р, а точка перехой7 да от положительной к отрицательной электронной нагрузке /точка В/ — максимуму цР р

Предложенный способ измерений эффективного характеристического сопротивлен; упрощает процесс и сокращает время измерений, так как уменьшается число измеряемых параметров, повышается точность измерений и упрощается измерител ная установка. й1 5"- I — — QQ о о ц С эп где f4, р — эффективное характеристи2 ческое сопротивление, 1 - ток электронного пучка, о

g - добротность резонатора при

50 наличии электронного пучка, U o — ускоряющее напряжение.

На фиг. 1 показана кривая типичной завчснмости добротности резонатора в присутствии электронного пучка от уско55 ряющего напряжения при постоянном токе пучка, полученная для одной из модификаций многозазорного резонатора, на фиг. 2 - кривая зависимости эффективного

Зависимость величины м, р для данно1 го резонатора показана на фиг. 2 в интервале напряжений пучка 5+ 16 кВ и определяется вышеприведенной расчетной формулой.

Измерения М ) указанным 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 последнем случае повышается оперативность измерений, поскольку не требуется проводить откачку и технологическую обработку исследуемого макета.

705563 где th P

Формула изобретения

Способ измерения эффективного характеристического сопротивления СВЧ резонаторов, включающий измерения тока и ускоряющего напряжения электронного пучка и добротности резонатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности, измеряют добротность резонатора в отсут - 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 последовательно увеличивая ускоряющее напря жение при постоянном токе пучка д снимают зависимость значения добротнос» .ти резонатора в присутствии электронного пучка от ускоряющего напряжения и oripeдебют, эффективное характерисэическое сощютивление РА у по формуле — эффективное характеристическое сопротивление

- ток электронного пучка °

- добротность резонатора эп при наличии электронного

1О пучка (11,i» llo6poòíÎÎTü резонатора в отсутствии электронного пучка, Q0 -, ускоряющее напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Егоров Г. П. и др. "Применение измерительного зонда для определения параметров резонатора нагруженного электронным пучком, Электронная техника, серия 1 Электроника СВЧ,"¹ 1, 1975, с.114.

2. Заявка % 2338391/25, кл. Н 01 f 25/10, 1976, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

705543

У ускоряющее наяряжвиие

Фи8.g.

Составитель.Л. Фролова

Редактор А. Виноградов Текред Э. Чужик Корректор М. Ингула

° ф В

Заказ 8047/5R Тираж 928 Подписное

0НИИИИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

11З035, Москва, Ж38, Раушская наб», д. 4/5

Филиал ПП11 "1Ытект, г. Ужгород, ул. Проектная, 4