Мірошниченко В С, Сенкевич Є Б Інститут радіофізики та електроніки ім А Я Усикова НАН України вул Академіка Проскури 12, м Харків, 61085, Україна тел: 38 (057) 7203393

Анотація – Запропоновано методику скалярних вимірювань коефіцієнта звязку і власної добротності коливань у відкритих резонансних системах (ОРС) з урахуванням радіаційних (нерезонансних) втрат у вузлі звязку На прикладі генератора дифракційного випромінювання (ГДВ) проведено порівняння різних методик визначення коефіцієнта звязку ОРС з навантаженням

I                                       Введення

Основний метод вимірювання добротності коливань в ОРС, включеної у вимірювальний тракт як крайова навантаження, заснований на дослідженні частотної залежності повного вхідного опору вузла ЗВЯЗКУ [1] із застосуванням векторних аналізаторів Це повязано з присутністю радіаційних втрат У вузлі ЗВЯЗКУ ОРС з навантаженням З іншого боку ОРС з ОДНИМ вузлом звязку широко використовуються У високочастотних електронних приладах (ГДВ, оро-трон, ЛСЕ), В резонансних вимірювальних осередках для дослідження властивостей речовин і т п

Скалярні вимірювання використовувалися тільки для визначення навантаженої добротності коливань В ОРС з двома вузлами звязку [2] Проте, у ряді випадків для дослідження властивостей резонансних коливань В ОРС необовязково проводити векторні виміру повного коефіцієнта відбиття, а МОЖНА обмежиться скалярними вимірами КСХН вузла ЗВЯЗКУ поблизу резонансної частоти У роботі запропонована скалярная методика визначення власної добротності коливань в ОРС і коефіцієнта ЗВЯЗКУ з навантаженням з урахуванням радіаційних втрат У вузлі ЗВЯЗКУ

II                               Основна частина

Метод вимірювання коефіцієнта звязку β для коливання в обємному резонаторі полягає в знаходженні мінімуму КСХН в момент резонансу (КСВ ^) І визначення характеру звязку {β> 1 β <1) щодо зрушення фази відбитої хвилі:

Ця формула не враховує особливості порушення ОРС зосередженим елементом звязку, коли частина енергії збудження випромінюється безпосередньо У вільний простір, минаючи резонансне коливання

Розглянемо півсферичний ЗР з вузлом звязку у вигляді прямокутної діафрагми на стику збудливого хвилеводу І плоского дзеркала Поведінка

модуля коефіцієнта відображення в хвилеводі

поблизу резонансу в 8-мм діапазоні для трьох розмірів діафрагми, наведено на Рис1 (1 – 7,2 x0, 5 мм ^ 2 – 7,2 x1, 0 мм ^: 3 – 7,2 х2, 9 мм ^) При несиметричному характері поведінки з більшими «нерезонансних» втратами в пристрої звязку (Рис1

криві 2, 3) знаходження резонансної частоти і навантаженої добротності порушеної коливання МОЖЛИВО ЛИШЕ ПО вимірюванню частотної залежності ПОВНОГО коефіцієнта відбиття [1]

Рис 1

Fig 1

Для випадку симетричної резонансної кривої (рис1, кр1) МОЖНА скористатися скалярними вимірами для знаходження навантаженої добротності І коефіцієнта звязку порушеної коливання з урахуванням радіаційних втрат у вузлі звязку Зробимо ЦЕ таким чином На круговій діаграмі (рис2) коефіцієнт відбиття для вузла звязку в смузі частот поблизу резонансу представлений окружністю, яка не стосується одиничної окружності, а її діаметр d визначає коефіцієнт звязку резонансного коливання з навантаженням

< ^ 2 - діаметр граничної кола при β ^ зі.

Рис 2

Fig 2

Для симетричної резонансної кривої точки, відповідні коефіцієнту відбиття від засмученого резонатора (Гз) і при резонансі (Го), розташовані на дійсній осі, тому для знаходження діаметрів d \ л можна скористатися результатами скалярних вимірювань КСХН при резонансі (КСВ ^) і при розладі (КСВ ^) Тоді отримуємо вирази для коефіцієнта звязку резонансного коливання з урахуванням «нерезонансних» втрат І «малої» звязку ЗР з навантаженням (рис2):

I

а ДЛЯ випадку «великий» звязку ЗР з навантаженням, коли резонансна окружність захоплює початок координат на круговій діаграмі

Відзначимо, ЩО згідно (3) існує інтервал, де β < \ І для випадку «великий» зв'язку резонансного

коливання з навантаженням Навантажена добротність коливання в ОР при скалярних вимірах визначається як– ПО ширині резонансної кри

виття на рівні

Нами було проведено зіставлення результатів векторних [1] і скалярних вимірювань (2) (3) коефіцієнта ЗВЯЗКУ ТА власної добротності коливань в ОР, мають симетричні резонансні криві Розбіжність отриманих даних не перевищувало 1%

На рісЗ наведено порівняння значень коефіцієнтів ЗВЯЗКУ з навантаженням ГДВ 8-мм діапазону на робочому типі коливань ТЕМ203, виміряних із застосуванням різних методик: по мінімуму КСХН

(1) без урахування «нерезонансних» втрат (крива 1) по скалярною методикою (2) (3) (крива 2) за співвідношенням між пусковими струмами генератора при роботі його на узгоджене навантаження і відключеною навантаженні [3] (крива 3) Вимірювання звязку по КСХН (1) дає завищені для β> 1 (або занижені для β <1) значення, т. к. ця методика не враховує «нерішучість-зонансние» втрати у вузлі зв’язку ГДВ. При знаходженні коефіцієнта зв’язку по пускових струмів генератора [3] не враховуються теплові втрати в хвилеводах ВИХІДНОГО пристрої, що дає занижене значення коефіцієнта зв’язку ГДВ з навантаженням.

Рис 3

Fig 3

III                                  Висновок

Запропоновано скалярная методика вимірювання коефіцієнта ЗВЯЗКУ для власного коливання ЗР з навантаженням, що враховує «нерезонансні» втрати у вузлі ЗВЯЗКУ Для симетричної резонансної кривої отримано відповідність результатів обчислення коефіцієнтів ЗВЯЗКУ ТА добротності коливань в ОР, отриманих векторним методом [1] та запропонованої скалярною методикою Проведено апробацію скалярною методики для вимірювання коефіцієнта звязку ГДВ з навантаженням

Робота виконана за часткової фінансової підтримки фонду УНТЦ, проект № 1770

IV                           Список літератури

[1]  Miroshnichenko V S, Senkevich Ye В Experimental determination of equivalent circuit parameters of an open resonator coupled to transmission lines / / Telecommunications and Radio Engineering, 2003, Vol60, pp 45-60

[2]  Вимірювання на міліметрових і субміліметрових хвилях Під ред Валітова Р А / / М: Радіо і звязок 1984-296 с

[3]  Курін В Г, СкриннікБ К, Шестопалов В П Оптимізація звязку генератора дифракційного випромінювання з навантаженням / / Изв ВУЗів Радіофізика, 1976, Т XIX, № 1 0128-134

SCALAR MEAUSUREMENT TECHNIQUE OF COUPLING COEFFICIENT OF DIFFRACTION RADIATION OSCILLATOR

Miroshnichenko V S, Senkevich Ye B

The A Ya Usikovs Institute of Radiophysics and Electronics of the NAS of Ukraine 12, Ak Proskury str, Kharkov, 61085, Ukraine Ph: 38(057)7448393, e-mail: mirosh@irekharkovua

Abstract-The technique of scalar measurements of coupling coefficient and Q-factor in open resonant systems (ORS) is offered in view of radiating (non resonant) losses in the coupling hole Various techniques for measurement of coupling coefficient of diffraction radiation oscillator (DRO) have been compared

I                                         Introduction

The basic method of Q-factor measurement in ORS connected as terminal load, is based on research frequency dependences of complex resistance of the coupling hole [1] It is possible to carry out scalar measurements of VSWR at resonant frequency Scalar technique of Q-factor measurements in ORS and coupling measurements is offered in view of radiating losses in the coupling hole

II                                        Main Part

The method (1) does not take into account the feature of OR excitation by the coupling hole, when the part of excitation energy is radiated directly in free space, passing resonant mode At asymmetrical behavior of resonant curve (Fig1, curves 2, 3) it is possible to use only the vector technique [1] for coupling measurements in ORS We have compared the results of vector [1] and scalar measurements (2) (3) and Q-factor of resonant mode in hemispherical OR, having symmetric resonant curves The divergence of the received data did not exceed 1 % The comparison of DRO coupling to load, received using various techniques, is given on Fig 3

III                                       Conclusion

The scalar technique of coupling measurement for OR mode with loading, which takes into account «non resonant» losses in the coupling hole, is offered Approbation of scalar technique for measurement of DRO coupling is carried out

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р