СТАБИЛЬНЫЙ СВЧ-ГЕНЕРАТОР ДЛЯ РАДИОВОЛНОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ

July 21, 2012 by admin Комментировать »

Пилипенко О. В., Горев Н. Б., Запольский Л. Г., Коджеспирова И. Ф., Привалов Е. Н. Институт технической механики НАН и НКА Украины Ул. Лешко-Попеля, 15, Днепропетровск 49005, Украина Тел. +38 0562 472-533, e-mail: gorev@itm11.dp.ua


Аннотация Представлены результаты экспериментального исследования стабилизации частоты СВЧгенератора 3-х см диапазона длин волн биконическим резонатором.

I.  Введение

Вредное воздействие вибраций элементов конструкций проявляется в значительном снижении срока службы оборудования, усталостными разрушениями материала конструкции, а также ухудшении здоровья человека, работающего на таком оборудовании. Именно поэтому измерение параметров вибраций является актуальным и сегодня. В основу многих радиоволновых измерителей параметров вибрации положено отражение электромагнитной волны от вибрирующей поверхности. Основным фактором, ограничивающим чувствительность таких измерителей, является флуктуация частоты сигнала передатчика. Одним из путей снижения нестабильности частоты СВЧ-генераторов является использование параметрической стабилизации частоты на основе высокодобротных биконических резонаторов.

II.  Основная часть

Конические и биконические резонаторы относятся к классу нерегулярных резонаторов, характерная особенность которых проявляется в наличии в резонансном объеме областей с резко выраженным экспоненциальным законом изменения напряженности электромагнитного поля.

Наличие областей с таким распределением поля, позволяет удалить часть металлической поверхности без существенных потерь добротности резонатора для определенных типов колебаний и тем самым реализовать открытую резонансную систему. Одним из основных преимуществ открытых резонансных систем является возможность бесконтактного способа перестройки собственной резонансной частоты, к тому же, они еще и обладают более разреженным спектром резонансных частот по сравнению с закрытыми.

Вторым преимуществом биконических резонаторов, по сравнению с круглыми, является то, что у них снято вырождение азимутально-симметричных магнитных (Нопр) и несимметричных электрических (Ептч) типов колебаний. Известно, что наибольшая добротность круглых резонаторов реализуется на азимутально-симметричных типах магнитных колебаниях, низший из которых Нои Резонаторы с такими типами колебаний нашли широкое применение в технике СВЧ (волномеры, дискриминаторы, фильтры и различные датчики электрических и неэлектрических величин). Однако практическая реализация высокой добротности резонатора на этом типе колебаний в круглых резонаторах связана с рядом технологических трудностей. Так, из-за вырожденное™ этого типа колебаний (одинаковая резонансная частота с колебанием Ещ) незначительное отклонение формы поперечного сечения от круга (эллиптичность) или неперпендикулярность торцевых стенок резонатора его продольной оси приводят к резкому снижению добротности.

Снижение добротности объясняется тем, что изза вырожденное™ колебаний Нои и Ещ, и несоблюдения достаточно жестких технологических допусков (особенно в миллиметровом диапазоне) на резонансных частотах происходит интенсивная перекачка энергии колебания Н0ц в энергию колебания Ещ, добротность которого существенно ниже.

Отсутствие вырождения между указанными типами колебаний у биконических резонаторов позволяет достичь высоких значений добротности без чрезмерно жестких технологических допусков.

Для изучения стабилизирующего воздействия биконического резонатора на частоту генерации диодного генератора была собрана установка, блок-схема которой показана на рис.1, где 1-волноводная генераторная секция, 2-источник питания, 3-вольтметр, 4-биконический резонатор, 5-направленный ответвитель, 6-согласованная нагрузка, 7-анализатор спектра. Изготовленный методом гальванопластики медный стабилизирующий биконический резонатор 4 имел собственную добротность порядка 24-103 и был включен в передающую линию как неоднородность. Такое включение стабилизирующего резонатора было выбрано из-за того, что условия самовозбуждения выполняются лишь на его собственных частотах, благодаря чему удается избежать нестабилизированных СВЧ колебаний, свойственных остальным схемам [1].

Рис.1. Система автоматической RFID Fig. 1 Automatic RFID system

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты