DE708341T1 - Verfahren zur Regelung und Einstellung der Frequenz, besonders von Mikrowellenbrücken, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Regelung und Einstellung der Frequenz, besonders von Mikrowellenbrücken, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

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DE708341T1
DE708341T1 DE0708341T DE95440064T DE708341T1 DE 708341 T1 DE708341 T1 DE 708341T1 DE 0708341 T DE0708341 T DE 0708341T DE 95440064 T DE95440064 T DE 95440064T DE 708341 T1 DE708341 T1 DE 708341T1
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DE0708341T
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Laurent Martinache
Victor Ringeisen
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Sadis Bruker Spectrospin SA
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Sadis Bruker Spectrospin SA
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EPA 95 440 064.4 Stuttgart, den 21.11.1996 EP 0 708 341 P6769DE(EP) SADIS BRUKER SPECTROSPIN S.A. DE... Patentansprüche
1. Verfahren zur Regelung und Einstellung der Frequenz von Anordnungen des Typs Sender/Empfänger, insbesondere von Mikrowellenbrücken, die im wesentlichen eine Mikrowellenquelle aufweisen, deren Strahlung an einen Resonator gekoppelt werden kann, der in einem permanenten magnetischen Feld angeordnet und dazu bestimmt ist, eine Probe aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, den Resonator (3) der Strahlung auszusetzen, die von einer sekundären Mikrowellenquelle (10) geliefert wird, die ein großes Frequenzband durchfährt, das insbesondere die Frequenz (F) der von der Haupt-Mikrowellenquelle (1) gelieferten Strahlung enthält, wobei die Strahlung der sekundären Mikrowellenquelle (10) gegebenenfalls vor dem Zuführen zu dem Resonator (3) mit der stark abgeschwächten Strahlung der Haupt-Mikrowellenquelle (1) gemischt wird, um die vom Resonator (3) reflektierte Strahlung und gegebenenfalls die oben genannte zusammengesetzte Strahlung zu detektieren, im Frequenzspektrum die jeweiligen Positionen der Frequenz (F) in Form einer Markierung oder Überlagerung und der Resonanzfrequenz oder der Resonanzfrequenzen (Fr) des Resonators (3) in Form eines Absorptionspeaks bei Resonanzfrequenz zu markieren, die Frequenz (F) der von der Haupt-Mikrowellenquelle (1) gelieferten Strahlung variieren zu lassen, wobei in Echtzeit die Wirkung dieser Variierung auf die relativen Positionen der oben genannten Frequenzen (F und Fr) kontrolliert wird und schließlich zum Zwecke der Messung wenigstens eine Anordnung Probe(5)/Resonator (3) der von der Haupt-Mikrowellenquelle (1) gelieferten, nicht abgeschwächten Strahlung auszusetzen, dies nach Regelung der Frequenz (F) auf die oder bezüglich der Resonanzfrequenz(en) (Fr) des Resonators
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Regelungsphase die Frequenz der sekundären Quelle (10) derart auf die Hauptquelle (1) geregelt wird, daß die Frequenz (F) der Hauptquelle (1) immer in der Mitte des von der sekundären Quelle (10) bestrichenen Frequenzbandes liegt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die Visualisierungsmittel (7) für die reflektierte und/oder einfallende Strahlung beim Resonator (3) mit der Hauptquelle (1) derart zu regeln, daß die Frequenz (F) der Strahlung der Hauptquelle (1) immer eine vorbestimmte, besondere Stellung, vorzugsweise die zentrale Stellung, des visualisierten Frequenzspektrums einnimmt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, dem Resonator (3) eine zusammengesetzte, einfallende Strahlung zuzuführen, die durch das Überlagern einerseits der von der Haupt-Mikrowellenquelle (1) der Mikrowellenbrücke gelieferten Strahlung, wobei diese deutlich abgeschwächt wird, und andererseits der von der sekundären Mikrowellenquelle (10) gelieferten Strahlung gebildet wird, und, hinsichtlich der Regelung, bei der/ den reflektierten und/oder visualisierten einfallenden Strahlung(en) eine Überlagerung (B) zu markieren, die eine Markierung bildet und die Frequenz (F) der Haupt-Mikrowellenquelle (1) an den Visualisierungsmitteln (7) charakterisiert, wobei die Überlagerung (B) aus einem Mischungsphänomen aufgrund der Kombination der von der Haupt- (1) und sekundären (10) Mikrowellenquelle ausgegebenen Strahlungen resultiert, wenn die Frequenzen dieser beiden Quellen sehr nahe beieinanderliegen, und bei den Mitteln zum Detektieren
(6) der reflektierten Strahlung oder beim Mittel zum Mischen (15) der einfallenden Strahlung aufgenommen werden kann.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die sekundäre Mikrowellenquelle (10) zu steuern, um eine Strahlung zu liefern,
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deren variable Frequenz die Gesamtheit oder wenigstens einen Teil des Bereichs der möglichen Frequenzen der Strahlung periodisch durchläuft, die von der Quelle (10) geliefert werden kann, wobei die Visualisierungsmittel (7) der reflektierten und gegebenenfalls einfallenden Strahlung in Abstimmung mit dem periodischen Durchfahren funktionieren.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, mittels eines an einem seiner Eingänge mit dem Ausgang der Haupt-Mikrowellenquelle
(1) verbundenen Auswahlmoduls (12), die Mikrowellenbrücke auf umkehrbare Art von einer ersten, zur Regelung geeigneten Konfiguration, bei der die von der Haupt-Mikrowellenquelle
(1) gelieferte Strahlung verwendet wird, um die Visualisierungsmittel (7) und/oder die sekundäre Mikrowellenquelle
(10) zu regeln und gegebenenfalls einem Koppelkreis (11) zugeführt wird, um nach starker Abschwächung der von der sekundären Mikrowellenquelle (10) abgegebenen Strahlung überlagert zu werden, wobei die Strahlung der sekundären Quelle (10) oder gegebenenfalls die oben genannte, zusammengesetzte, resultierende Strahlung an den Resonator (3) gekoppelt wird und die von letzterem reflektierte Strahlung visualisiert wird, in eine zweite Konfiguration übergehen zu lassen, die geeignet ist zur Messung und Analyse der Eigenschaften einer Probe (5), bei welcher Konfiguration die Strahlung, die von der Haupt-Mikrowellenquelle (1) geliefert wird und eine zur Resonanzfrequenz (Fr) des Resonators (3) identische Frequenz (F) aufweist, allein und ohne Abschwächung auf die Anordnung Probe (5)/Resonator (3) angewandt wird, wobei die reflektiert Strahlung hinsichtlich der Bestimmung von verschiedenen Eigenschaften der Probe (5) analysiert wird.
7. Vorrichtung zur Regelung der Frequenz bei Geräten zur Erzeugung von Mikrowellenstrahlung und Detektion und Analyse der absorbierten oder reflektierten resultierenden Strahlung, insbesondere der Art Mikrowellenbrücke, bei der das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist: einerseits eine
ein großes Strahlungsfrequenzband aufweisende, sekundäre Mikrowellenquelle (10) , und andererseits Mittel {11, 12), um während der Regelung die von der Haupt-Mikrowellenquelle (1) der Mikrowellenbrücke gelieferte Strahlung entweder durch die von der sekundären Quelle (10) erzeugte Strahlung oder eine zusammengesetzte Strahlung, die durch die Mischung der von der sekundären {10) und Haupt-Mikrowellenquelle (1) ausgegebenen Strahlung gebildet wird, zu ersetzen, wobei letztere merklich abgeschwächt ist, und schließlich Mittel (6, 7, 15) zur Detektion, Analyse und/oder Visualisierung der vom Resonator {3) reflektierten Strahlung und gegebenenfalls der an den Resonator {3) gekoppelten Strahlung, die die Markierung der jeweiligen Positionen der Frequenz (F) der Hauptquelle (1) und der Resonanzfrequenz des Resonators (3) ermöglichen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Quelle (10) hinsichtlich der Frequenz während der Regelungsphase von der Hauptquelle (1) derart geregelt wird, daß die Frequenz (F) der Hauptquelle (1) immer in der Mitte des von der sekundären Quelle (10) durchlaufenen Frequenzbandes liegt, wobei die eingesetzten Visualisierungsmittel (7) eventuell auch von der Hauptquelle {1) geregelt werden können.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, das die sekundäre Mikrowellenquelle (10) aus einem Breitbandoszillator besteht, der mit Steuerungsmitteln (13) verbunden ist, die die periodische Durchführung eines Durchlaufs des gesamten oder eines Teils des Bereichs der möglichen Frequenzen der Strahlung, die von dem Oszillator geliefert werden können, ermöglichen, wobei die Steuerungsmittel (13) auch die Visualisierungsmittel (7) kontrollieren können, die die visuelle Markierung der jeweiligen Positionen im Frequenzspektrum, der Frequenz (F) der Haupt-Mikrowellenquelle (1) und der Resonanzfrequenz (Fr) des Resonators (3) , die mindestens vorhanden ist, ermöglichen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ersetzen im wesentlich
aus einem Koppelungskreis (11) bestehen, der dazu bestimmt ist, dem Resonator (3) die zusammengesetzte Strahlung oder die von der sekundären Quelle (10) ausgegebene Strahlung zuzuführen, und gegebenenfalls ein Mittel zum Mischen (15) aufweist, das das Mischen der zusammengesetzten Strahlung ermöglicht, und gegebenenfalls aus einem Modul zur Auswahl (12) der auf den Resonator (3) oder die Anordnung Probe (5)/Resonator (3) angewandten Strahlung besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswahlmodul (12) die Form eines Transferrelais aufweist, das auf umkehrbare Art von einem ersten Zustand, der für die Regelung der Mikrowellenbrücke geeignet ist und bei dem der Resonator (3) einer Strahlung unterworfen wird, die durch die Strahlung der sekundären Quelle (10) oder durch Überlagern der von der Haupt-(1) und sekundären (10) Mikrowellenquelle gelieferten Strahlung gebildet wird, in einen zweiten Zustand umschaltbar ist, der zu Messung der Merkmale der Probe (5) geeignet ist und bei dem die Anordnung Probe (5)/Resonator (3) der von der Haupt-Mikrowellenquelle (1) gebildeten nicht abgeschwächten Strahlung unterworfen wird, wobei der Koppler (11) und die sekundäre Mikrowellenquelle
(10) dann von der Mikrowellenbrücke isoliert sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Mikrowellenquelle (1) in Form eines Oszillators mit in einem Hohlraumresonator angebrachter Gunn-Diode vorliegt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Mikrowellenquelle (10) und die Mittel zum Ersetzen (11, 12) in einem unabhängigen Gehäuse (14) angebracht sind, das in Serie in einer Mikrowellenbrücke angebracht werden kann.
DE0708341T 1994-10-19 1995-10-06 Verfahren zur Regelung und Einstellung der Frequenz, besonders von Mikrowellenbrücken, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Pending DE708341T1 (de)

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