JP2967214B2 - Method and apparatus for measuring resonance frequency and load Q of resonator - Google Patents

Method and apparatus for measuring resonance frequency and load Q of resonator

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JP2967214B2 JP10396090A JP10396090A JP2967214B2 JP 2967214 B2 JP2967214 B2 JP 2967214B2 JP 10396090 A JP10396090 A JP 10396090A JP 10396090 A JP10396090 A JP 10396090A JP 2967214 B2 JP2967214 B2 JP 2967214B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば誘電体共振器などの共振器の共振周
波数及び負荷Qの測定方法及び測定装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for measuring a resonance frequency and a load Q of a resonator such as a dielectric resonator.

[従来の技術] 第10図に、誘電体共振器111の共振周波数及び負荷Q
の従来の測定方法を示す。
[Prior Art] FIG. 10 shows the resonance frequency and load Q of a dielectric resonator 111.
2 shows a conventional measurement method.

第10図において、円筒形状の誘電体共振器111がシー
ルドケース110内の中央部に載置され、この誘電体共振
器111を挟んだ両側のシールドケース110の内面にそれぞ
れ1ターンのコイル121,122が設けられている。この誘
電体共振器111の共振周波数を含む周波数掃引信号が掃
引信号発生器101からコイル121に入力され、一方、コイ
ル122から出力される信号の周波数スペクトラム特性が
スペクトラムアナライザ102によって測定される。
In FIG. 10, a cylindrical dielectric resonator 111 is placed in the center of the shield case 110, and one-turn coils 121 and 122 are provided on the inner surfaces of the shield cases 110 on both sides of the dielectric resonator 111, respectively. Is provided. A frequency sweep signal including the resonance frequency of the dielectric resonator 111 is input from the sweep signal generator 101 to the coil 121, while the frequency spectrum characteristic of the signal output from the coil 122 is measured by the spectrum analyzer 102.

上記測定された信号の周波数スペクトラム特性におい
て共振周波数f0の両側に位置しかつ最大レベル点から3d
Bだけ低下した点(以下、3dB以下点という。)の周波数
f1,f2(f1<f2)を測定し。上記測定された周波数f1,f2
を次式に代入して共振周波数f0を計算して求め、 さらに、上記計算された共振周波数f0と上記測定された
周波数f1,f2を次式に代入して当該誘電体共振器111の負
荷Q(QL)を計算して求めている。
It is located on both sides of the resonance frequency f 0 in the frequency spectrum characteristic of the measured signal and 3d from the maximum level point.
Frequency at the point where B is reduced (hereinafter referred to as 3dB or less)
Measure f 1 and f 2 (f 1 <f 2 ). The measured frequencies f 1 and f 2
Into the following equation to calculate and obtain the resonance frequency f 0 , Further, the load Q (Q L ) of the dielectric resonator 111 is calculated by substituting the calculated resonance frequency f 0 and the measured frequencies f 1 and f 2 into the following equation.

また、上記掃引信号発生器101とスペクトラムアナラ
イザ102の代わりに、ネットワークアナライザーを用い
て、同様に当該誘電体共振器111の共振周波数f0と負荷
Qを測定することができる。
In addition, the resonance frequency f 0 and the load Q of the dielectric resonator 111 can be similarly measured using a network analyzer instead of the sweep signal generator 101 and the spectrum analyzer 102.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の方法では、スペクトラムアナラ
イザ102又はネットワークアナライザーのような高価な
測定器を必要とするという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional method has a problem that an expensive measuring instrument such as the spectrum analyzer 102 or the network analyzer is required.

本発明の目的は以上の課題を決定し、従来に比較し安
価の測定装置で、共振器の共振周波数及び負荷Qを測定
することができる測定方法及び測定装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a measuring method and a measuring apparatus which can solve the above problems and can measure the resonance frequency and the load Q of a resonator with a measuring apparatus which is inexpensive as compared with the related art.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る請求項1記載の共振器の共振周波数の測
定方法は、測定される共振器と、発振信号を増幅する増
幅手段と、上記発振信号を所定の移相量だけ移相させる
移相手段と、上記発振信号を交流信号によって所定の透
過移相の偏移量で位相変調させる位相変調手段とを備え
る発振ループ回路を用いて上記共振器を所定の基本モー
ドで発振させ、上記発振ループ回路において発生する発
振信号を上記位相変調手段によって位相変調させ、上記
位相変調された発振信号を検波し、上記移相手段の移相
量を変化して上記検波された交流信号のレベルの最小値
を検出し、上記交流信号のレベルの最小値を検出したと
きの無変調の上記発振信号の発振周波数を、上記共振器
の共振周波数として測定することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] According to a method for measuring a resonance frequency of a resonator according to claim 1 of the present invention, a resonator to be measured, amplifying means for amplifying an oscillation signal, and a method for converting the oscillation signal into a predetermined signal. A predetermined phase shift means for shifting the phase of the resonator by an amount of phase shift, and a phase modulation means for phase-modulating the oscillation signal with a predetermined transmission phase shift amount by an AC signal. Oscillates in the basic mode, the oscillation signal generated in the oscillation loop circuit is phase-modulated by the phase modulation means, the phase-modulated oscillation signal is detected, and the phase shift amount of the phase shift means is changed to perform the detection. Detecting the minimum value of the level of the AC signal, and measuring the oscillation frequency of the unmodulated oscillation signal when detecting the minimum value of the level of the AC signal, as the resonance frequency of the resonator. You You.

また、本発明に係る請求項2記載の共振器の負荷Qの
測定方法は、請求項1記載の共振器の共振周波数の測定
方法において、さらに。上記測定された共振周波数と、
上記位相変調手段における上記発振信号の透過位相の偏
移量と、上記検出された交流信号のレベルの最小値とに
基づいて、上記誘電体共振器の負荷Qを計算することを
特徴とする。
Further, the method of measuring the load Q of the resonator according to claim 2 of the present invention is further the method of measuring the resonance frequency of the resonator according to claim 1. The measured resonance frequency,
A load Q of the dielectric resonator is calculated based on a shift amount of a transmission phase of the oscillation signal in the phase modulation unit and a minimum value of the level of the detected AC signal.

さらに、本発明に係る請求項3記載の共振器の共振周
波数の測定装置は、測定される共振器と、発振信号を増
幅する増幅手段と、上記発振信号を所定の移相量だけ移
相させる移相手段と、上記発振信号を交流信号によって
所定の透過位相の偏移量で位相変調させる位相変調手段
とを備え位相変調された発振信号を所定の基本モードで
発生させる発振ループ回路と、 上記位相変調された発振信号を検波する検波手段と、 上記検波手段によって検波された交流信号のレベルを
検出する検出手段と、 上記発振信号の発振周波数を測定する周波数測定手段
と、 上記移相手段の移相量を変化し上記検出手段によって
検出される交流信号のレベルの最小値を検出する制御手
段とを備え、 上記検出された交流信号のレベルが最小値となるとき
に上記周波数測定手段によって測定される無変調の上記
発振信号の発振周波数を上記共振器の共振周波数として
測定することを特徴とする。
Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a resonance frequency of a resonator, wherein the resonator to be measured, amplifying means for amplifying an oscillation signal, and shifting the oscillation signal by a predetermined phase shift amount. An oscillation loop circuit comprising: a phase shifter; and a phase modulator for phase-modulating the oscillation signal with a predetermined transmission phase shift amount by an AC signal, and generating a phase-modulated oscillation signal in a predetermined fundamental mode. Detecting means for detecting the phase-modulated oscillating signal; detecting means for detecting the level of the AC signal detected by the detecting means; frequency measuring means for measuring the oscillating frequency of the oscillating signal; and Control means for changing the amount of phase shift and detecting a minimum value of the level of the AC signal detected by the detection means, wherein the frequency is detected when the level of the detected AC signal becomes a minimum value. The oscillation frequency of the unmodulated of said oscillation signal measured by the measuring means and measuring the resonance frequency of the resonator.

またさらに、本発明に係る請求項4記載の共振器の負
荷Qの測定装置は、請求項3記載の共振器の共振周波数
の測定装置において、さらに、上記周波数測定手段によ
って測定された共振周波数と、上記位相変調手段におけ
る上記発振信号の透過位相の偏移量と、上記制御手段に
よって検出された交流信号のレベルの最小値とに基づい
て、上記誘電体共振器の負荷Qを計算する計算手段を備
えたことを特徴とする。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a load Q of a resonator according to the third aspect of the present invention, further comprising a resonance frequency measured by the frequency measuring means. Calculating means for calculating a load Q of the dielectric resonator based on a shift amount of a transmission phase of the oscillation signal in the phase modulation means and a minimum value of a level of the AC signal detected by the control means. It is characterized by having.

[作用] 以上のように構成することにより、上記発振ループ回
路を用いて上記共振器を所定の基本モードで発振させ、
上記発振ループ回路において発生する発振信号を上記位
相変調手段によって位相変調させ、上記位相変調された
発振信号を検波し、上記移相手段の移相量を変化して上
記検波された交流信号のレベルの最小値を検出し、上記
交流信号のレベルの最小値を検出したときの無変調の上
記発振信号の発振周波数を。上記共振器の共振周波数と
して測定することができる。
[Operation] With the configuration described above, the resonator oscillates in a predetermined fundamental mode using the oscillation loop circuit,
The oscillation signal generated in the oscillation loop circuit is phase-modulated by the phase modulation means, the phase-modulated oscillation signal is detected, and the phase shift amount of the phase shift means is changed to change the level of the detected AC signal. And the oscillation frequency of the non-modulated oscillation signal when the minimum value of the level of the AC signal is detected. It can be measured as the resonance frequency of the resonator.

さらに、上記測定された共振周波数と、上記位相変調
手段における上記発振信号の透過位相の偏移量と、上記
検出された交流信号のレベルの最小値とに基づいて、上
記誘電体共振器の負荷Qを計算することができる。
Further, based on the measured resonance frequency, the shift amount of the transmission phase of the oscillation signal in the phase modulation unit, and the minimum value of the level of the detected AC signal, the load of the dielectric resonator is determined. Q can be calculated.

本発明では、従来例のように周波数掃引信号によって
測定された共振器の周波数スペクトラム特性に基づか
ず、発振ループ回路の移相手段の移相量を変化して検波
された交流信号のレベルの最小値を検出して、上記交流
信号のレベルの最小値を検出したときの無変調の上記発
振信号の発振周波数を上記共振器の共振周波数として測
定し、さらに、測定された共振周波数に基づいて共振器
の負荷Qを測定しているので、従来例に比較し安価な装
置を用いて、自動的に共振器の共振周波数と負荷Qを測
定することができる。
In the present invention, the level of the detected AC signal is minimized by changing the amount of phase shift of the phase shift means of the oscillation loop circuit based on the frequency spectrum characteristic of the resonator measured by the frequency sweep signal as in the conventional example. Detecting the value, measuring the oscillation frequency of the unmodulated oscillation signal when the minimum value of the level of the AC signal is detected as the resonance frequency of the resonator, and further measuring the resonance frequency based on the measured resonance frequency. Since the load Q of the resonator is measured, the resonance frequency and the load Q of the resonator can be automatically measured by using an inexpensive device as compared with the conventional example.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明に係る実施例である誘電
体共振器の共振周波数及び負荷Qの測定装置について、
以下の項目の順で説明する。
[Embodiment] Hereinafter, with reference to the drawings, an apparatus for measuring a resonance frequency and a load Q of a dielectric resonator according to an embodiment of the invention will be described.
The description will be made in the following order.

(1)誘電体共振器の共振周波数及び負荷Qの測定装置
の構成 (2)誘電体共振器の共振周波数及び負荷Qの測定原理 (3)測定装置の測定フロー (4)他の実施例 本実施例の測定装置は、誘電体共振器11を基本モード
であるTE01δモードで発振させ、この誘電体共振器11の
発振信号を低周波信号で位相変調し、位相変調された上
記発振信号を検波し、上記検波された信号レベルが最小
となる上記発振信号の無変調時の発振周波数を測定し
て、当該誘電体共振器11の共振周波数f0を求めるととも
に、上記測定された共振周波数f0と上記位相変調時の上
記発振信号の透過位相の偏移量と上記検波された信号レ
ベルの最小値とに基づいて、当該誘電体共振器11の負荷
Qを計算することを特徴としている。
(1) Configuration of measurement device for resonance frequency and load Q of dielectric resonator (2) Measurement principle of resonance frequency and load Q of dielectric resonator (3) Measurement flow of measurement device (4) Other embodiments The measuring apparatus of the embodiment oscillates the dielectric resonator 11 in a TE01δ mode that is a fundamental mode, phase-modulates the oscillation signal of the dielectric resonator 11 with a low-frequency signal, and converts the phase-modulated oscillation signal. Detecting and measuring the non-modulated oscillation frequency of the oscillation signal at which the detected signal level is minimized to determine the resonance frequency f 0 of the dielectric resonator 11 and the measured resonance frequency f 0 The load Q of the dielectric resonator 11 is calculated based on 0 , the shift amount of the transmission phase of the oscillation signal at the time of the phase modulation, and the minimum value of the detected signal level.

(1)誘電体共振器の共振周波数及び負荷Qの測定装置
の構成 第1図は本発明の一実施例である誘電体共振器11の共
振周波数及び負荷Qの測定装置のブロック図であり、第
2図は第1図の誘電体共振器11及びそれを収容するシー
ルドケース10の縦断面図である。
(1) Configuration of Measurement Apparatus for Resonant Frequency and Load Q of Dielectric Resonator FIG. 1 is a block diagram of a measurement apparatus for resonance frequency and load Q of dielectric resonator 11 according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the dielectric resonator 11 of FIG. 1 and the shield case 10 accommodating the same.

この測定装置は、誘電体共振器11を帯域通過フィルタ
として動作させるろ波動作モードと、上記誘電体共振器
11の共振周波数f0と負荷Qを測定する測定動作モードの
2つの動作モードを有する。
This measuring device includes a filtering operation mode in which the dielectric resonator 11 operates as a band-pass filter,
It has two operation modes of 11 measurement modes for measuring the resonance frequency f 0 and the load Q.

第1図及び第2図に示すように、測定すべき円筒形状
の誘電体共振器11が、円筒形状のシールドケース10内の
中央部にて、誘電体共振器11と同一線膨張係数を有する
支持台14上に載置されている。この誘電体共振器11は、
例えばTiO2を主成分としてこれにMgO、BaO、ZrO2などの
酸化物を混合したセラミック誘電体共振器であり、本実
施例の誘電体共振器11は基本モードであるTE01δモード
において、約800MHzの共振周波数f0を有する。また、当
該誘電体共振器11の円筒内部には、円柱形状の誘電体12
がシャフト15によって支持されて設けられ、シャフト15
を矢印A1方向に移動させて、上記誘電体12を当該誘電体
共振器11の電場の勾配中において移動させることによ
り、当該誘電体共振器11の共振周波数f0を微調整するこ
とができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical dielectric resonator 11 to be measured has the same linear expansion coefficient as the dielectric resonator 11 at a central portion in a cylindrical shield case 10. It is placed on a support 14. This dielectric resonator 11
For example, it is a ceramic dielectric resonator in which an oxide such as MgO, BaO, or ZrO 2 is mixed with TiO 2 as a main component, and the dielectric resonator 11 of the present embodiment has about a TE 01δ mode as a fundamental mode. having a resonant frequency f 0 of 800MHz. Further, inside the cylinder of the dielectric resonator 11, a cylindrical dielectric 12 is provided.
Is supported by the shaft 15 and provided.
The move in the arrow A 1 direction, the dielectric 12 by moving in a gradient of the electric field of the dielectric resonator 11, it is possible to finely adjust the resonant frequency f 0 of the dielectric resonator 11 .

上記シールドケース10は、誘電体共振器11と同一の線
膨張係数を有するセラミックにてなる円筒形状の筺体の
外表面に、電磁的遮蔽のために、銀電極を焼き付けて構
成されている。このシールドケース10の内表面であっ
て、円筒の中心を中心として互いに90度の角度だけ離れ
た4つの位置にそれぞれ、第2図に示すように当該誘電
体共振器11の磁界Hと結合するように、信号入出力用の
例えば1ターンのコイル21,22,23,24が設けられてい
る。ここで、ろ波動作モードにおいて用いられるコイル
21と22が誘電体共振器11を間に挟んで対向して設けら
れ、測定動作モードにおいて用いられるコイル23と24が
誘電体共振器11を間に挟んで対向して設けられている。
The shield case 10 is configured by baking silver electrodes on the outer surface of a cylindrical housing made of ceramics having the same linear expansion coefficient as the dielectric resonator 11 for electromagnetic shielding. As shown in FIG. 2, the inner surface of the shield case 10 is coupled to the magnetic field H of the dielectric resonator 11 at four positions separated from each other by 90 degrees with respect to the center of the cylinder. Thus, for example, one-turn coils 21, 22, 23, 24 for inputting / outputting signals are provided. Here, the coil used in the filtering operation mode
21 and 22 are provided to face each other with the dielectric resonator 11 therebetween, and coils 23 and 24 used in the measurement operation mode are provided to face each other with the dielectric resonator 11 therebetween.

ろ波動作モードのとき、スイッチSW1がオンとされか
つスイッチSW2がオフとされ、高周波信号発生器1から
出力される約800MHz帯の信号がスイッチSW1を介してコ
イル21に入力された後、入力された信号が当該誘電体共
振器11によってろ波される。ろ波された信号はコイル22
から負荷2に出力される。
In the filtering operation mode, the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off, and a signal of about 800 MHz band output from the high-frequency signal generator 1 is input to the coil 21 via the switch SW1, and then input. The resulting signal is filtered by the dielectric resonator 11. The filtered signal is coil 22
Is output to the load 2.

一方、発振動作モードのとき、スイッチSW1がオフと
されかつスイッチSW2がオンとされる。このとき、コイ
ル23,24間に接続され詳細後述する発振条件が成立する
ように構成された発振ループ回路において、当該誘電体
共振器11の基本モードであるTE01δモードで発振する発
振信号が発生する。
On the other hand, in the oscillation operation mode, the switch SW1 is turned off and the switch SW2 is turned on. At this time, in the oscillation loop circuit connected between the coils 23 and 24 and configured to satisfy the oscillation conditions described later in detail, an oscillation signal oscillating in the TE 01δ mode, which is the basic mode of the dielectric resonator 11, is generated. I do.

発振ループ回路において、コイル24から出力される発
振信号は、位相変調器31と、透過位相θsを有する移相
器32と、増幅度Aの増幅器33と、方向性結合器34のポー
ト34a,34b間に接続される伝送線路と、方向性結合器35
のポート35a,35b間に接続される伝送線路と、スイッチS
W2を介して、コイル23に出力される。
In the oscillation loop circuit, an oscillation signal output from the coil 24 includes a phase modulator 31, a phase shifter 32 having a transmission phase θs, an amplifier 33 having an amplification degree A, and ports 34a and 34b of a directional coupler 34. A transmission line connected between the directional coupler 35
A transmission line connected between the ports 35a and 35b of the
Output to the coil 23 via W2.

ここで、上記位相変調器31の変調信号として、スイッ
チSW3がa側に切り換えられているとき、低周波信号発
生器30から出力される低周波信号Vs sinωstがスイッチ
SW3を介して位相変調器31に入力され、一方、スイッチS
W3がb側に切り換えられているとき、アース電位がスイ
ッチSW3を介して位相変調器31に入力される。なお、上
述のスイッチSW1,SW2,SW3は詳細後述するように、当該
測定装置の制御装置であるマイクロプロセッサユニット
(以下、MPUという。)50によって切り換え制御され
る。また、移相器32の透過位相θsはMPU50によって設
定される。
Here, as the modulation signal of the phase modulator 31, when the switch SW3 is switched to the a side, the low frequency signal Vs sinωst output from the low frequency signal generator 30 is switched.
The input to the phase modulator 31 via SW3, while the switch S
When W3 is switched to the b side, the ground potential is input to the phase modulator 31 via the switch SW3. The switching of the switches SW1, SW2, and SW3 is controlled by a microprocessor unit (hereinafter, referred to as an MPU) 50, which is a control device of the measurement device, as described later in detail. The transmission phase θs of the phase shifter 32 is set by the MPU 50.

上記方向性結合器34のポート34a,34b間の伝送線路を
通過する進行波である発振信号を検出するポート34d
は、周波数カウンタ40に接続され、上記伝送線路を通過
する反射波を検出するポート34cは所定の特性インピー
ダンスの負荷34eによって終端される。この周波数カウ
ンタ40は、上記ポート34dにおいて検出される発振信号
の周波数を測定し、上記測定された周波数のデータfmを
MPU50に出力する。
A port 34d for detecting an oscillation signal which is a traveling wave passing through a transmission line between the ports 34a and 34b of the directional coupler 34
Is connected to a frequency counter 40, and a port 34c for detecting a reflected wave passing through the transmission line is terminated by a load 34e having a predetermined characteristic impedance. The frequency counter 40 measures the frequency of the oscillation signal detected at the port 34d, and outputs data fm of the measured frequency.
Output to MPU50.

また、上記方向性結合器35のポート35a,35b間の伝送
線路を通過する進行波である発振信号を検出するポート
35dは、混合器41に接続され、上記伝送線路を通過する
反射波を検出するポート35cは所定の特性インピーダン
スの負荷35eによって終端される。上記ポート35で検出
される発振信号は、混合器41において局部発振器42から
出力される局部発振信号で混合された後、上記混合後の
信号を中間周波帯域通過フィルタ34によってろ波して所
定の中間周波数の信号のみを取り出し、上記ろ波後の中
間周波数の信号がFM検波器44によってFM検波される。FM
検波器44はFM検波後の信号を交流電圧検出器45に出力
し、交流電圧検出器45は入力される信号の交流電圧を検
出した後、検出した交流電圧の尖頭値、すなわちその0
−ピーク値のデータVaをMPU50に出力する。
Further, a port for detecting an oscillation signal which is a traveling wave passing through a transmission line between the ports 35a and 35b of the directional coupler 35.
35d is connected to the mixer 41, and a port 35c for detecting a reflected wave passing through the transmission line is terminated by a load 35e having a predetermined characteristic impedance. The oscillating signal detected at the port 35 is mixed with a local oscillating signal output from a local oscillator 42 in a mixer 41, and then the mixed signal is filtered by an intermediate frequency bandpass filter 34 to a predetermined frequency. Only the intermediate frequency signal is extracted, and the filtered intermediate frequency signal is subjected to FM detection by the FM detector 44. FM
The detector 44 outputs the signal after the FM detection to the AC voltage detector 45, and after the AC voltage detector 45 detects the AC voltage of the input signal, the peak value of the detected AC voltage, that is, 0
-Output the peak value data Va to the MPU 50.

MPU50は、当該測定装置を制御し誘電帯共振器11の共
振周波数f0と負荷Qを測定するCPU(図示せず。)と、
当該測定装置を制御するための制御プログラムと上記制
御プログラムを実行するために必要なデータを格納する
ROM(図示せず。)と、上記CPUのワーキングメモリとし
て用いられるRAM(図示せず。)と、スイッチSW1,SW2,S
W3と周波数カウンタ40と交流電圧検出器45とCRTディス
プレイ51とに接続されインターフェース回路として動作
する入出力ポート回路(図示せず。)とを備える。この
MPU50は、詳細後述するように、上記スイッチSW1,SW2,S
W3を切り換え制御し、かつ移相器32の透過位相θsを設
定し、また、周波数カウンタ40から測定された周波数の
データfmを受信し、さらに、交流電圧検出器45から検出
された交流電圧のデータVaを受信し、これによって、上
記誘電体共振器11の共振周波数f0と負荷Q(QL)を計算
して、これらのデータをCRTディスプレイ51に表示す
る。
The MPU 50 controls the measuring device to measure the resonance frequency f 0 and the load Q of the dielectric band resonator 11, and a CPU (not shown).
A control program for controlling the measuring device and data necessary for executing the control program are stored.
ROM (not shown), RAM (not shown) used as a working memory of the CPU, and switches SW1, SW2, S
It includes an input / output port circuit (not shown) connected to W3, frequency counter 40, AC voltage detector 45, and CRT display 51 and operating as an interface circuit. this
The MPU 50 has the switches SW1, SW2, S
W3 is switched and controlled, and the transmission phase θs of the phase shifter 32 is set, the data fm of the frequency measured from the frequency counter 40 is received, and the AC voltage detected by the AC voltage detector 45 is further changed. Upon receiving the data Va, the resonance frequency f 0 and the load Q (Q L ) of the dielectric resonator 11 are calculated, and these data are displayed on the CRT display 51.

(2)誘電体共振器の共振周波数及び負荷Qの測定原理 第1図に図示した発振ループ回路における発振条件は
次式で表される。
(2) Principle of Measuring Resonant Frequency and Load Q of Dielectric Resonator The oscillation condition in the oscillation loop circuit shown in FIG. 1 is expressed by the following equation.

Re(A・β)=1 …(2) Im(A・β)=0 …(3) ここで、Aは増幅器33の増幅度であり、βは上記発振
ループ回路における帰還量である。上記発振条件(2)
及び(3)が成立するとき、上記発振ループ回路におい
て発振信号が発生する。
Re (A · β) = 1 (2) Im (A · β) = 0 (3) where A is the amplification degree of the amplifier 33 and β is the feedback amount in the oscillation loop circuit. The above oscillation condition (2)
When (3) is satisfied, an oscillation signal is generated in the oscillation loop circuit.

いま、誘電体共振器11の透過位相をθdとし、スイッ
チSW3がb側に切り換えられたときの位相変調器31の透
過位相をθpとして、上記発振条件の式(3)から得ら
れる発振の位相条件である次式が、 θd+θp+θst+θc=2nπ …(4) 成立するとき、発振周波数faで発振信号が発生すると仮
定する。ここで、上記(4)式の両辺の単位はラジアン
であり、nは整数、θcは上記発振ループ回路において
誘電体共振器11と位相変調器31と移相器32とを除いた装
置及び伝送線路の透過位相である。
Now, assuming that the transmission phase of the dielectric resonator 11 is θd and the transmission phase of the phase modulator 31 when the switch SW3 is switched to the b side is θp, the oscillation phase obtained from the equation (3) of the above oscillation condition is It is assumed that an oscillation signal is generated at the oscillation frequency fa when the following condition is satisfied: θd + θp + θst + θc = 2nπ (4) Here, the unit on both sides of the above equation (4) is radian, n is an integer, and θc is the device and transmission except the dielectric resonator 11, the phase modulator 31, and the phase shifter 32 in the oscillation loop circuit. This is the transmission phase of the line.

次に、スイッチSW3がa側に切り換えられたとき、低
周波信号発生器30からVs sinωstなる低周波信号が位相
変調器31にっ変調信号として入力され、次式の透過位相
θp′で発振信号が位相変調される。
Next, when the switch SW3 is switched to the a side, a low frequency signal of Vs sinωst is input from the low frequency signal generator 30 to the phase modulator 31 as a modulation signal, and the oscillation signal is transmitted at the transmission phase θp ′ of the following equation. Is phase modulated.

θp′=θp+Δθp sinωst …(5) 以下、説明の簡単化のために、上記低周波信号が最大
振幅であるとき、すなわち、 θp′=θp+Δθp …(6) であるときに、次式の発振の位相条件で θd′+θp′+θs′+θc′=2nπ …(7) 誘電体共振器11が発振周波数fa′で発振すると仮定す
る。上記(7)式の左辺の各項はそれぞれ、上記(4)
式の左辺の各項に対応する各装置及び伝送線路における
上記(6)式が成立する発振時の透過位相である。
.theta.p '=. theta.p + .DELTA..theta.p sin.omega.st (5) Hereinafter, for the sake of simplicity, when the low frequency signal has the maximum amplitude, that is, when .theta.p' =. theta.p + .DELTA..theta.p (6) Under the phase condition, θd ′ + θp ′ + θs ′ + θc ′ = 2nπ (7) It is assumed that the dielectric resonator 11 oscillates at the oscillation frequency fa ′. The terms on the left side of the above equation (7) are respectively represented by the above (4)
This is the transmission phase at the time of oscillation that satisfies Expression (6) in each device and transmission line corresponding to each term on the left side of the expression.

一般に、共振器の透過位相θdは次式で表される。 Generally, the transmission phase θd of the resonator is expressed by the following equation.

ここで、QLは共振器の負荷Qであり、f0は当該共振器
の共振周波数である。上記(8)式より、次式を得る。
Here, Q L is the loaded Q of the resonator, f 0 is the resonance frequency of the resonator. From the above equation (8), the following equation is obtained.

従って、(9)式より、上記低周波信号が最高振幅の
場合の発振時における誘電体共振器11の透過位相θd′
は、次式で表される。
Therefore, from the equation (9), the transmission phase θd ′ of the dielectric resonator 11 at the time of oscillation when the low frequency signal has the maximum amplitude is obtained.
Is represented by the following equation.

上記(10)式において、発振周波数faが誘電体共振器
11の共振周波数f0に概ね等しいと仮定すれば、次式を得
る。
In the above formula (10), the oscillation frequency fa is a dielectric resonator
Assuming that the resonance frequency is approximately equal to 11 resonance frequencies f 0 , the following equation is obtained.

また、上記低周波信号が最大振幅である場合の発振時
の透過位相θc′は次式で表される。
The transmission phase θc ′ at the time of oscillation when the low frequency signal has the maximum amplitude is expressed by the following equation.

ここで、 とおく。さらに、概ね300MHz以上のUHF帯及びマイクロ
波帯において、誘電体共振器11の負荷QLは50乃至100,00
0の範囲であり、また、発振時の共振器の透過位相はお
よそ|cosθd|>0.3の範囲であるので、 Δθd≫Δθs …(15a) Δθd≫Δθc …(15a) である。
here, far. Furthermore, in approximately 300MHz or more in the UHF band and a microwave band, the load Q L of the dielectric resonator 11 is 50 to 100,00
0 and the transmission phase of the resonator during oscillation is approximately in the range of | cos θd |> 0.3, so that Δθd≫Δθs (15a) Δθd≫Δθc (15a)

上記(7)式を、上記低周波信号が最大振幅である場
合の発振信号の各装置における透過位相の偏移量を用い
て書き換えることによって、次式を得る。
The following equation is obtained by rewriting the above equation (7) using the amount of shift of the transmission phase of the oscillation signal in the case where the low-frequency signal has the maximum amplitude.

(θd+Δθd)+(θp+Δθp) +(θs+Δθs)+(θc+Δθc)=2nπ…(16) 一方、上記(4)式及び(16)式から次式を得る。 (Θd + Δθd) + (θp + Δθp) + (θs + Δθs) + (θc + Δθc) = 2nπ (16) On the other hand, the following equation is obtained from the above equations (4) and (16).

Δθd+Δθp+Δθs+Δθc=0 …(17) さらに。上記(17)式において上記(15a)式,(15
b)式の条件を適用すると、次式を得る。
Δθd + Δθp + Δθs + Δθc = 0 (17) Further. In the above equation (17), the above equation (15a), (15
b) Applying the condition of the formula, the following formula is obtained.

Δθd+Δθp≒0 …(18) 上記(18)式から、発振条件を満足する誘電体共振器
11の透過位相の偏移量Δθdは、移相器32の透過位相の
偏移量Δθpとほぼ同一の絶対値と、その符号と異なる
符号を有することがわかる。
Δθd + Δθp ≒ 0 (18) From the above equation (18), a dielectric resonator satisfying the oscillation condition
It can be seen that the shift amount Δθd of the transmission phase 11 has substantially the same absolute value as the shift amount Δθp of the transmission phase of the phase shifter 32 and a sign different from the sign.

また、発振信号の周波数偏差量Δfを次式で表すこと
ができる。
Further, the frequency deviation amount Δf of the oscillation signal can be expressed by the following equation.

Δf=fa′−fa …(19) さらに、上述のように、発振周波数faが共振周波数f0
にほぼ等しいと仮定すると、 fa′=f0+Δf …(20) となる。
Δf = fa′−fa (19) Further, as described above, the oscillation frequency fa becomes the resonance frequency f 0
Assuming that it is approximately equal to: fa ′ = f 0 + Δf (20)

またさらに、共振時において誘電体共振器11の透過位
相θdが0となるので、上記(8)式、(18)式及び
(20)式から、誘電体共振器11の負荷Q(QL)は次式で
表される。
Further, since the transmission phase θd of the dielectric resonator 11 becomes 0 at the time of resonance, the load Q (Q L ) of the dielectric resonator 11 is obtained from the above equations (8), (18) and (20). Is represented by the following equation.

また、発振信号が上記所定の透過位相の偏移量Δθp
で位相変調器31によって変調されているとき、上記発振
ループ回路における発振信号は周波数偏差量ΔfでFM変
調されている。従って、上記発振信号の周波数偏移量Δ
fは、FM検波器44から出力される交流電圧の尖頭値のデ
ータVaを用いて次式で表される。
In addition, the oscillation signal has the predetermined transmission phase shift amount Δθp.
When the signal is modulated by the phase modulator 31, the oscillation signal in the oscillation loop circuit is FM-modulated by the frequency deviation Δf. Therefore, the frequency deviation Δ
f is expressed by the following equation using the peak value data Va of the AC voltage output from the FM detector 44.

Δf=αVa …(22) ここで、αは予め測定できるFM検波器44の装置定数で
ある。
Δf = αVa (22) where α is a device constant of the FM detector 44 that can be measured in advance.

また、発振信号の周波数偏移量Δfは共振周波数f0
比較し十分に小さいので、上記(21)式から、誘電体共
振器11の負荷Q(QL)は次式で表すことができる。
Further, since the frequency deviation Δf of the oscillation signal is sufficiently smaller than the resonance frequency f 0 , the load Q (Q L ) of the dielectric resonator 11 can be expressed by the following equation from the above equation (21). .

上記(23)式に上記(22)式を代入することによっ
て、次式を得る。
The following equation is obtained by substituting the above equation (22) into the above equation (23).

ここで、Δθpは低周波信号を位相変調器31に入力し
たときの透過位相の偏移量であって、位相変調器31にお
いて予め測定できる装置定数である。従って、上記(2
4)式において、誘電体共振器11の共振周波数f0のみが
未知であるが、下記の手順によって測定可能である。
Here, Δθp is the amount of shift of the transmission phase when a low-frequency signal is input to the phase modulator 31, and is a device constant that can be measured in advance by the phase modulator 31. Therefore, the above (2
In equation (4), only the resonance frequency f 0 of the dielectric resonator 11 is unknown, but can be measured by the following procedure.

第3図は誘電体共振器11の透過位相の周波数特性を示
すグラフである。この第3図から明らかなように、発振
周波数に対する誘電体共振器11の透過位相の変化量はそ
の共振周波数f0において最大となることがわかる。従っ
て、言い換えれば、発振信号を所定の透過位相の偏移量
Δθpで位相変調した場合において、発振周波数faが共
振周波数f0に等しいとき位相変調された発振信号の周波
数偏移量Δfが第4図に示すように最小になり、また、
発振周波数faが上記共振周波数f0よりも高いとき又は低
いときそれぞれ、第5図及び第6図に示すように、発振
信号の周波数偏移量Δfが共振周波数f0におけるそれよ
りも大きくなる。すなわち、発振信号の周波数偏移量Δ
fは、第7図に示すように共振周波数f0において最小値
を有する。
FIG. 3 is a graph showing the frequency characteristic of the transmission phase of the dielectric resonator 11. As apparent from Figure 3, the variation of the transmission phase of the dielectric resonator 11 to the oscillation frequency is found to be the maximum at the resonance frequency f 0. Therefore, in other words, in a case where the oscillation signal is phase-modulated with the predetermined transmission phase shift Δθp, when the oscillation frequency fa is equal to the resonance frequency f 0 , the frequency shift Δf of the phase-modulated oscillation signal becomes the fourth shift. Minimum as shown in the figure, and
When the oscillation frequency fa is higher or lower than the resonance frequency f 0 , the frequency deviation Δf of the oscillation signal becomes larger than that at the resonance frequency f 0 as shown in FIGS. 5 and 6, respectively. That is, the frequency shift amount Δ of the oscillation signal
f has a minimum value at the resonance frequency f 0 as shown in FIG.

従って、発振信号の周波数偏移量Δfは上記(22)式
に示すようにFM検波後の交流電圧の尖頭値Vaに比例する
ので、発振信号を所定の透過位相の偏移量Δpで位相変
調し、交流電圧検出器45の出力Vaを測定しながら、その
出力Vaが最小となるように、上記移相器32の透過位相θ
sを変化させる。上記交流電圧検出器45の出力Vaが最小
となったときの上記透過移相量θsを移相器32に設定し
た後、スイッチSW3をb側に切り換えて、発振信号を位
相変調器31で位相変調しないときの発振信号の周波数を
周波数カウンタ40で測定し、その測定された周波数を当
該誘電体共振器11の共振周波数f0とする。
Accordingly, since the frequency deviation Δf of the oscillation signal is proportional to the peak value Va of the AC voltage after FM detection as shown in the above equation (22), the oscillation signal is phase-shifted by a predetermined transmission phase deviation Δp. The transmission phase θ of the phase shifter 32 is modulated so as to minimize the output Va while measuring the output Va of the AC voltage detector 45.
Change s. After setting the transmission phase shift amount θs when the output Va of the AC voltage detector 45 becomes minimum to the phase shifter 32, the switch SW3 is switched to the b side, and the oscillation signal is phase-shifted by the phase modulator 31. the frequency of the oscillation signal when no modulation measured at a frequency counter 40 and the measured frequency and the resonance frequency f 0 of the dielectric resonator 11.

この測定された共振周波数f0と、上記交流電圧検出器
45の出力Vaの最小値を、上記(24)式に代入することに
よって、当該誘電体共振器11の負荷Q(QL)を計算する
ことができる。
The measured resonance frequency f 0 and the AC voltage detector
The minimum value of the output Va of 45, by substituting in (24), it is possible to calculate the load Q of the dielectric resonator 11 (Q L).

(3)測定装置の測定フロー 第8図は第1図の測定装置の測定動作モードにおける
測定フローのメインルーチンを示すフローチャートであ
り、第8図を参照して当該測定装置の測定フローについ
て説明する。
(3) Measurement Flow of Measurement Apparatus FIG. 8 is a flowchart showing a main routine of a measurement flow in the measurement operation mode of the measurement apparatus of FIG. 1. The measurement flow of the measurement apparatus will be described with reference to FIG. .

まず、ステップ#1において、スイッチSW1がオフと
され、スイッチSW2がオンとされ、さらに、スイッチSW3
をb側に切り換え、この測定装置を無変調の測定動作モ
ードに設定した後、ステップ#2において移相器32の透
過移相θsとして、上記発振ループ回路において発振が
可能な所定の初期値θsを設定し、上記発振ループ回路
において、上記誘電体共振器11を基本モードであるTE
01δモードで発振させ、発振信号を発生させる。
First, in step # 1, the switch SW1 is turned off, the switch SW2 is turned on, and the switch SW3 is turned on.
Is switched to the b side, and the measuring apparatus is set to the non-modulation measuring operation mode. In step # 2, the transmission phase shift θs of the phase shifter 32 is set to a predetermined initial value θs at which oscillation can be performed in the oscillation loop circuit. In the oscillation loop circuit, the dielectric resonator 11 is set to TE in the fundamental mode.
Oscillate in 01δ mode to generate an oscillation signal.

次いで、ステップ#3において、スイッチSW3をa側
に切り換えて、低周波信号発生器30から出力される低周
波信号を位相変調器31に入力し、上記発振信号を所定の
透過位相の偏移量Δθpで位相変調する。
Next, in step # 3, the switch SW3 is switched to the a side, the low-frequency signal output from the low-frequency signal generator 30 is input to the phase modulator 31, and the oscillation signal is converted into a predetermined transmission phase shift amount. Phase modulation is performed by Δθp.

さらに、ステップ#4において、交流電圧検出器45か
ら出力される交流電圧Vaが最小となる移相器32の透過位
相θsと、そのときの交流電圧Vaの最小値を検出する処
理を行なう。すなわち、上述のように、交流電圧検出器
45の出力Vaを測定しながら、その出力Vaが最小となるよ
うに、上記移相器32の透過位相θsを変化させ、上記交
流電圧検出器45の出力Vaが最小となったときの上記透過
位相θsを移相器32の透過位相として設定し、上記交流
電圧Vaの最小値をMPU50内のRAMに格納する。
Further, in step # 4, a process of detecting the transmission phase θs of the phase shifter 32 at which the AC voltage Va output from the AC voltage detector 45 becomes minimum and the minimum value of the AC voltage Va at that time is performed. That is, as described above, the AC voltage detector
While measuring the output Va of the AC voltage detector 45, the transmission phase θs of the phase shifter 32 is changed so that the output Va is minimized. The phase θs is set as the transmission phase of the phase shifter 32, and the minimum value of the AC voltage Va is stored in the RAM in the MPU 50.

次いで、ステップ#5において、スイッチSW3をb側
に切り換えて、発振信号を無変調状態とし、ステップ#
6において発振信号の周波数fmを周波数カウンタ40によ
って測定し、この測定された発振周波数fmを当該誘電体
共振器11の共振周波数f0とする。さらに、ステップ#7
において、ステップ#4で求めた交流電圧Vaの最小値
と、ステップ#6において測定された共振周波数f0を上
記(24)式に代入することによって、当該誘電体共振器
11の負荷Q(QL)を計算する。
Next, in step # 5, the switch SW3 is switched to the b side to put the oscillation signal in a non-modulated state.
The frequency fm of the oscillator signal is measured by the frequency counter 40 at 6, to the measured oscillation frequency fm and a resonance frequency f 0 of the dielectric resonator 11. Further, Step # 7
In the above, by substituting the minimum value of the AC voltage Va obtained in step # 4 and the resonance frequency f 0 measured in step # 6 into the above equation (24),
Calculate the eleven load Q (Q L ).

最後に、ステップ#8において、スイッチSW2がオフ
とされ、かつスイッチSW1がオンとされることによっ
て、当該測定装置をろ波動作モードに設定して、この測
定処理を終了する。
Finally, in step # 8, the switch SW2 is turned off and the switch SW1 is turned on, so that the measuring device is set to the filtering operation mode, and the measuring process is completed.

第9図は第8図における交流電圧Vaが最小となる移相
器の移相量の検出処理のサブルーチンを示すフローチャ
ートである。以下、第9図を参照して、このサブルーチ
ンの動作を説明する。
FIG. 9 is a flowchart showing a subroutine of a phase shift amount detection process of the phase shifter in which the AC voltage Va in FIG. 8 is minimized. Hereinafter, the operation of this subroutine will be described with reference to FIG.

まず、ステップ#101において、移相器32の透過位相
の変化量Δθsを所定の初期値Δθs0に設定する。ま
た、本実施例の測定装置においては、後のステップ#10
5で連続して測定された2つの交流電圧Vaの測定値の差
が所定の電圧差のしきい値ΔVaよりも小さくなったと
き、交流電圧Vaが最小値になったと判断するが、この電
圧差のしきい値ΔVaが、ステップ#101において、例え
ば、好ましくは交流電圧検出器45が測定可能な最小分解
能である所定値に設定される。
First, in step # 101, it sets the change amount .DELTA..theta.s the transmission phase of the phase shifter 32 to a predetermined initial value .DELTA..theta.s 0. Further, in the measuring apparatus of the present embodiment, the following step # 10
When the difference between the measured values of the two AC voltages Va measured continuously in step 5 becomes smaller than a predetermined voltage difference threshold ΔVa, it is determined that the AC voltage Va has become the minimum value. In step # 101, for example, the threshold value ΔVa of the difference is preferably set to a predetermined value that is preferably the minimum resolution that can be measured by the AC voltage detector 45.

次いで、ステップ#102において、発振信号のFM検波
後の交流電圧Vaを交流電圧検出器45からそのデータを取
り込み、交流電圧V1としてMPU50内のRAMに格納する。さ
らに、ステップ#103において、第8図のメインルーチ
ンのステップ#2において設定された移相器32の透過位
相θsと、ステップ#101において設定されたその変化
量Δθsの和を計算し、上記計算された和を新たな透過
位相θsとし移相器32に設定する。
Then, at step # 102, the AC voltage Va after the FM detection of the oscillation signal from the AC voltage detector 45 captures the data, stored as alternating voltages V 1 in the RAM in the MPU 50. Further, in step # 103, the sum of the transmission phase θs of the phase shifter 32 set in step # 2 of the main routine of FIG. 8 and the variation Δθs set in step # 101 is calculated. The obtained sum is set as a new transmission phase θs in the phase shifter 32.

次いで、ステップ#104において、ステップ#102と同
様に交流電圧Vaのデータを取り込み、そのデータを交流
電圧V2としてMPU内のRAMに格納し、ステップ#105にお
いて、交流電圧V2とV1の差が絶対値がステップ#101に
おいて設定された電圧差のしきい値ΔVaよりも小さいか
否かが判断される。絶対値|V2−V1|がしきい値ΔVaより
も小さいとき、交流電圧V2が交流電圧値の最小値にほぼ
等しい、すなわち上記発振ループ回路において発振信号
が誘電体共振器11の共振周波数f0にほぼ等しい発振周波
数で発振していると判断して、メインルーチンに戻る。
なお、本実施例のメインルーチンでは、交流電圧V2が交
流電圧の最小値であるとして、ステップ#7における負
荷Q(QL)の計算に用いられる。
Then, at step # 104, captures data similarly alternating voltage Va to step # 102, stored in the RAM in the MPU data as the AC voltage V 2, at step # 105, the AC voltage V 2 and V 1 It is determined whether or not the difference is smaller than the threshold value ΔVa of the voltage difference set in step # 101. When the absolute value | V 2 −V 1 | is smaller than the threshold value ΔVa, the AC voltage V 2 is substantially equal to the minimum value of the AC voltage value, that is, in the oscillation loop circuit, the oscillation signal causes the resonance of the dielectric resonator 11. it is determined that oscillates at substantially equal oscillation frequency to the frequency f 0, the flow returns to the main routine.
In the main routine of this embodiment, as the AC voltage V 2 is the minimum value of the AC voltage, it is used in the calculation of the load Q (Q L) in step # 7.

一方、ステップ#105において、絶対値|V2−V1|がし
きい値ΔVaよりも等しいか又は大きいとき、ステップ#
106において交流電圧V2が交流電圧V1よりも小さいか否
かを判断する。ここで、交流電圧V2が交流電圧V1が小さ
いとき、第7図において矢印A11又はA12の方向に発振信
号の周波数の偏移量Δfが変化し、すなわちその変化に
よって発振信号の発振周波数が共振周波数f0に向う方向
に変化したと判断し、ステップ#107において上記設定
した透過位相の変化量Δθsを2で除算しその商を新た
な変化量Δθsとおいた後、ステップ#109に進む。一
方、交流電圧V2が交流電圧V1が等しいか又は大きいと
き、第7図において矢印A21又はA22の方向に発振信号の
周波数の偏移量Δfが変化し、すなわちその変化によっ
て発振信号の発振周波数が共振周波数f0から離れる方向
に変化したと判断し、ステップ#108において上記設定
した透過位相の変化量Δθsの符号を反転し、それを新
たな変化量Δθsとおいた後、ステップ#109に進む。
On the other hand, in step # 105, when the absolute value | V 2 −V 1 | is equal to or greater than the threshold value ΔVa, step #
AC voltage V 2 to determine whether less than AC voltages V 1 at 106. Here, when the AC voltage V 2 is small AC voltage V 1, shift amount Δf of the frequency of the oscillation signal in the direction of arrow A 11 or A 12 in Figure 7 is changed, i.e. the oscillation of the oscillation signal by the change It is determined that the frequency has changed in the direction toward the resonance frequency f 0 , and in step # 107, the set change amount Δθs of the transmission phase is divided by 2 and the quotient is set as a new change amount Δθs. move on. On the other hand, when the AC voltage V 2 is the or greater equal AC voltages V 1, shift amount Δf of the frequency of the direction to the oscillation signal of the arrow A 21 or A 22 in Figure 7 is changed, i.e. the oscillation signal by the change Is determined to have changed in a direction away from the resonance frequency f 0, the sign of the set change amount Δθs of the transmission phase is inverted in step # 108, and the change amount is set as a new change amount Δθs. Go to 109.

ステップ#109において、交流電圧V1を交流電圧V2
して更新しかつ上記設定された透過位相θsとステップ
#107又は#108において設定された透過位相の変化量Δ
θsとの和を新たな透過位相θsとして更新し移相器32
に設定する。さらに、#104に戻り、絶対値|V2−V1|が
所定のしきい値ΔVaよりも小さくなるまで、すなわち交
流電圧Vaの最小値を検出するまでステップ#104から#1
09までの処理が繰り返される。
In step # 109, and updates the alternating voltages V 1 as an alternating voltage V 2 and the amount of change in the set transmission phase θs and step # 107 or set in # 108 permeate phase Δ
The phase shifter 32 updates the sum with θs as a new transmission phase θs.
Set to. Further, returning to step # 104, steps # 104 to # 1 are performed until the absolute value | V 2 −V 1 | becomes smaller than the predetermined threshold value ΔVa, that is, until the minimum value of the AC voltage Va is detected.
The processing up to 09 is repeated.

(4)他の実施例 以上の実施例において、誘電体共振器11の共振周波数
と負荷Qを測定する測定方法及び測定装置について説明
しているが、本発明はこれに限らず、空洞共振器、半同
軸型共振器などの他の種類の共振器に適用することがで
きる。
(4) Other Embodiments In the above embodiments, the measurement method and the measurement device for measuring the resonance frequency and the load Q of the dielectric resonator 11 have been described. However, the present invention is not limited to this, and the cavity resonator is not limited thereto. , And other types of resonators such as a semi-coaxial resonator.

以上の実施例において、位相変調器31を用いている
が、本発明はこれに限らず、周波数変調器を用いてもよ
い。
Although the phase modulator 31 is used in the above embodiments, the present invention is not limited to this, and a frequency modulator may be used.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、従来例のように
周波数掃引信号によって測定された共振器の周波数スペ
クトラム特性に基づかず、発振ループ回路の移相手段の
移相量を変化して検波された交流信号のレベルの最小値
を検出して、上記交流信号のレベルの最小値を検出した
ときの無変調の上記発振信号の発振周波数を共振器の共
振周波数として測定し、さらに、測定された共振周波数
に基づいて共振器の負荷Qを測定しているので、従来例
に比較し安価な装置を用いて、自動的に共振器の共振周
波数と負荷Qを測定することができるという利点があ
る。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, the phase shift amount of the phase shift means of the oscillation loop circuit is not based on the frequency spectrum characteristic of the resonator measured by the frequency sweep signal as in the conventional example. Is changed to detect the minimum value of the detected AC signal level, and measure the oscillation frequency of the unmodulated oscillation signal when the minimum value of the AC signal level is detected as the resonance frequency of the resonator. Further, since the load Q of the resonator is measured based on the measured resonance frequency, the resonance frequency and the load Q of the resonator can be automatically measured using an inexpensive device as compared with the conventional example. There is an advantage that can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例である誘電体共振器の共振周
波数及び負荷Qの測定装置のブロック図、 第2図は第1図の誘電体共振器及びそれを収容するシー
ルドケースの縦断面図、 第3図、第4図、第5図、及び第6図は誘電体共振器の
透過位相の周波数特性を示すグラフ、 第7図は誘電体共振器を通過する発振信号を所定の位相
偏移量Δθpで位相変調した場合における発振周波数に
対する発振信号の周波数偏移量を示すグラフ、 第8図は第1図の測定装置の測定動作モードにおける測
定フローのメインルーチンを示すフローチャート、 第9図は第8図における交流電圧が最小となる移相器の
透過位相の検出処理のサブルーチンを示すフローチャー
ト、 第10図は誘電体共振器の共振周波数及び負荷Qの従来の
測定方法を示すブロック図である。 11……誘電体共振器、 23,24……コイル、 30……低周波信号発生器、 31……位相変調器、 32……移相器、 33……増幅器、 34,35……方向性結合器、 40……周波数カウンタ、 44……FM検波器、 45……交流電圧検出器、 50……マイクロプロセッサユニット(MPU)、 SW2,SW3……スイッチ。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for measuring the resonance frequency and load Q of a dielectric resonator according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal section of the dielectric resonator of FIG. 1 and a shield case accommodating the same. FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 6 are graphs showing the frequency characteristics of the transmission phase of the dielectric resonator, and FIG. 8 is a graph showing a frequency shift amount of an oscillation signal with respect to an oscillation frequency when phase modulation is performed with a phase shift amount Δθp; FIG. 8 is a flowchart showing a main routine of a measurement flow in a measurement operation mode of the measurement apparatus in FIG. 1; FIG. 9 is a flowchart showing a subroutine for detecting a transmission phase of the phase shifter in which the AC voltage is minimized in FIG. 8, and FIG. 10 is a block showing a conventional method of measuring the resonance frequency and load Q of the dielectric resonator. It is a figure . 11: Dielectric resonator, 23, 24: Coil, 30: Low frequency signal generator, 31: Phase modulator, 32: Phase shifter, 33: Amplifier, 34, 35: Directivity Coupler, 40: Frequency counter, 44: FM detector, 45: AC voltage detector, 50: Microprocessor unit (MPU), SW2, SW3: Switch.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】測定される共振器と、発振信号を増幅する
増幅手段と、上記発振信号を所定の移相量だけ移相させ
る移相手段と、上記発振信号を交流信号によって所定の
透過位相の偏移量で位相変調させる位相変調手段とを備
える発振ループ回路を用いて上記共振器を所定の基本モ
ードで発振させ、上記発振ループ回路において発生する
発振信号を上記位相変調手段によって位相変調させ、上
記位相変調された発振信号を検波し、上記移相手段の移
相量を変化して上記検波された交流信号のレベルの最小
値を検出し、上記交流信号のレベルの最小値を検出した
ときの無変調の上記発振信号の発振周波数を、上記共振
器の共振周波数として測定することを特徴とする共振器
の共振周波数の測定方法。
1. A resonator to be measured, amplifying means for amplifying an oscillation signal, phase shifting means for shifting the oscillation signal by a predetermined phase shift amount, and a predetermined transmission phase for the oscillation signal by an AC signal. The resonator is oscillated in a predetermined fundamental mode using an oscillation loop circuit having phase modulation means for performing phase modulation with a deviation amount of the phase shift means, and an oscillation signal generated in the oscillation loop circuit is phase-modulated by the phase modulation means. Detecting the phase-modulated oscillation signal, detecting the minimum value of the level of the detected AC signal by changing the phase shift amount of the phase shifting means, and detecting the minimum value of the level of the AC signal. Measuring the oscillation frequency of the unmodulated oscillation signal at the time as the resonance frequency of the resonator.
【請求項2】請求項1記載の共振器の共振周場数の測定
方法において、さらに、上記測定された共振周波数と、
上記位相変調手段における上記発振信号の透過位相の偏
移量と、上記検出された交流信号のレベルの最小値とに
基づいて、上記誘電体共振器の負荷Qを計算することを
特徴とする共振器の負荷Qの測定方法。
2. The method for measuring the number of resonance fields of a resonator according to claim 1, further comprising the steps of:
A resonance Q is calculated based on a shift amount of a transmission phase of the oscillation signal in the phase modulation means and a minimum value of a level of the detected AC signal. How to measure the load Q of the vessel.
【請求項3】測定される共振器と、発振信号を増幅する
増幅手段と、上記発振信号を所定の移相量だけ移相させ
る移相手段と、上記発振信号を交流信号によって所定の
透過位相の偏移量で位相変調させる位相変調手段とを備
え位相変調された発振信号を所定の基本モードで発生さ
せる発振ループ回路と、 上記位相変調された発振信号を検波する検波手段と、 上記検波手段によって検波された交流信号のレベルを検
出する検出手段と、 上記発振信号の発振周波数を測定する周波数測定手段
と、 上記移相手段の移相量を変化し上記検出手段によって検
出される交流信号のレベルの最小値を検出する制御手段
とを備え、 上記検出された交流信号のレベルが最小値となるときに
上記周波数測定手段によって測定される無変調の上記発
振信号の発振周波数を上記共振器の共振周波数として測
定することを特徴とする共振器の共振周波数の測定装
置。
3. A resonator to be measured, amplifying means for amplifying an oscillation signal, phase shifting means for shifting the oscillation signal by a predetermined amount of phase shift, and a predetermined transmission phase of the oscillation signal by an AC signal. An oscillation loop circuit that includes a phase modulation unit that performs phase modulation with a deviation amount of the oscillation loop circuit that generates a phase-modulated oscillation signal in a predetermined basic mode; a detection unit that detects the phase-modulated oscillation signal; and the detection unit. Detecting means for detecting the level of the AC signal detected by the detecting means, frequency measuring means for measuring the oscillation frequency of the oscillation signal, and changing the phase shift amount of the phase shifting means and detecting the AC signal detected by the detecting means. Control means for detecting the minimum value of the level, wherein the oscillation of the unmodulated oscillation signal measured by the frequency measurement means when the level of the detected AC signal becomes the minimum value Measuring device resonant frequency of the resonator, characterized in that to measure the wave number as the resonant frequency of the resonator.
【請求項4】請求項3記載の共振器の共振周波数の測定
装置において、さらに、上記周波数測定手段によって測
定された共振周波数と、上記位相変調手段における上記
発振信号の透過位相の偏移量と、上記制御手段によって
検出された交流信号のレベルの最小値とに基づいて、上
記誘電体共振器の負荷Qを計算する計算手段を備えたこ
とを特徴とする共振器の負荷Qの測定装置。
4. The apparatus for measuring a resonance frequency of a resonator according to claim 3, further comprising: a resonance frequency measured by said frequency measurement means; and a shift amount of a transmission phase of said oscillation signal in said phase modulation means. And a calculating means for calculating the load Q of the dielectric resonator based on the minimum value of the level of the AC signal detected by the control means.
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