Експериментальна установка

Наведений вище аналіз на основі уявлень геометричної оптики дозволив розробити новий метод частотної фільтрації МСХ під назвою "резонансне збудження хвилеводних мод". З'ясувалось, що коефіцієнт передачі такої системи як при збудженні, так і при детектуванні хвилі в широкому діапазоні зміни кута між лінією перетворювача та віссю хвилеводу (рис. 4) має частотноселективний резонансний характер. В максимумах коефіцієнта передачі виконується умова:

(6)

де k_m - хвильове число m-ої моди хвилеводу.

b

перетворювач

хвилевід

Рис. 4

Змінюючи кут нахилу перетворювача до вісі хвилеводу, можемо керувати властивостями частотної селекції системи перетворювач-хвилевід та в залежності від вимог до робочої смуги приладу формувати смугу, яка близька за величиною до ширини лінії резонансу в МСХ-резонаторі (одиниці МГц), або ж формувати більш широку смугу пропускання. Результатом застосування вищенаведеного методу частотної фільтрації стало створення ЛЗ на об'ємних МСХ.

На рис. 5 наведено блок-схему установки, яка використовується в роботі. Контур генератора містить НВЧ підсилювач П 1, вузькосмугову ЛЗ 2 та відгалужувач 3, з якого знімається сигнал. Живлення підсилювача та підмагнічуючого поля в ЛЗ на схемі не позначені. Відгалужувач 3 є відгалужувачем на зв’язаних лініях та має дві лінії передачі (рис. 6). На ділянці довжиною ( довжина хвилі в мікросмужковій лінії передачі на центральній частоті) між лініями існує електромагнітний зв’язок, який розраховано спеціальним чином. Завдяки цьому зв’язку сигнал, який поступає в плече 1, розподіляється між плечами 2 та 3.

Відгалужувач з точно підібраним зв’язком теоретично ідеально узгоджено в нескінченній смузічастот та має ідеальну спрямованість.

ЛЗ

П

ВИХІД

Рис.5

ЛЗ

Конструкція вузькосмугової ЛЗ наведено на рис. 7. На підкладку з полікору нанесено вхідну 2 та вихідну 3 мікросмужкові лінії, вхідний 4 та вихідний 5 мікросмужкові перетворювачі нахилено під кутами та , відповідно, до вісі магнітостатичного хвилеводу. Останній виготовлено у вигляді паралелепіпеда розмірами мм³. Площина хвилеводу знаходиться на відстані 0.5 мм від поверхні полікору. Застосовані перетворювачі мають довжину 6 мм, ширину 70 мм, q=3^о, L=7 мм. Наведена конструкція ЛЗ є універсальною як для ПОМСХ, так і для ЗОМСХ; в лабораторній роботі використовуються ПОМСХ.

Рис. 6

d

L

Рис. 7

Примітка. Більш детально про властивості магнітостатичних хвиль див. лабораторну роботу № 1.

ЗАВДАННЯ

1. Ознайомитись з принципом роботи та основними характеристиками НВЧ генератора сигналів.

2. Ознайомитись з описами приладів, що входять до блок-схеми експериментальної установки, та методами вимірювання параметрів НВЧ генератора.

3. Дослідити спектр сигналу генератора з вимкненим живленням у підмагнічуючій котушці (магнітне поле створюється тільки за рахунок постійного магніту):

· В залежності від живлення підсилювача зафіксувати появу одномодового та перехід до багатомодового режиму генерації,

· Визначити міжмодову відстань (по частоті) між складовими спектра генератора та кількість його складових,

· Визначити частоту центральної гармоніки спектра та ширину її лінії.

4. Визначити частотний діапазон перестройки генератора в залежності від живлення підмагнічуючої котушки.

5. Побудувати таблиці, скласти звіт про виконану роботу з поясненням отриманих результатів, зробити змістовні висновки.

ЛІТЕРАТУРА

1. Данилов В.В., Зависляк И.В., Балинский М.Г. Спин-волновая электродинамика, К.: Лыбидь, 1991, 292 с.

2. Вашковский А.В., Стальмахов В.С., Шараевский Ю.П. Магнитостатические волны в электронике сверхвысоких частот, Саратов.: Изд-во Саратовского ун-та, 1993, 312 с.

3. Данилов В.В., Зависляк І.В., Нечипорук О.Ю. Спін-хвильова електродинаміка, К.: 2008, 351 с.

---

Дата добавления: 2015-11-16