PL65656B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.IX.1972 65656 KI. 21a4,8/02 MKP H03b 9/04 ITluoteka! Mftf Im****** « • Twórca wynalazku: Maciej Krawczyk Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Fizyki), Warszawa (Polska) Sposób automatycznej regulacji czestotliwosci klistronu i uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób automatycz¬ nej regulacji czestotliwosci klistronu i uklad do stosowania tego sposobu.Automatyczna regulacja jest nieodzowna we wszelkich ukladach mikrofalowych, w których zródlem mocy o czestotliwosci mikrofalowej jest klistron i w których stalosc czestotliwosci jest wa¬ runkiem uzyskania odpowiedniej czulosci i stabil¬ nosci pracy.Znane sposoby automatycznej regulacji czesto¬ tliwosci klistronu mozna podzielic na dwa podsta¬ wowe. Pierwszy sposób z modulacja pomocnicza calkowitej mocy generowanej przez klistron lub mieszania z czestotliwoscia pomocnicza czesci mocy generowanej przez klistron oraz drugi sposób auto¬ matycznej regulacji bez modulacji pomocniczej.Zasadnicza wada pierwszego sposobu z modula¬ cja pomocnicza calkowitej mocy, lub mieszania z czestotliwoscia pomocnicza, jest wystepowanie w ukladzie mikrofalowym widma czestotliwosci powstalego w wyniku modulacji czestotliwosci pod¬ stawowej. Wystepowanie bocznych prazków czesto¬ tliwosci podstawowej w ukladach mikrofalowych powoduje ogólne pogorszenie takich parametrów tych ukladów jak czulosc i rozdzielczosc, oraz utrudnia zrównowazenie i kompensacje przebiegów mikrofalowych. Wada ta wyklucza w wielu przy¬ padkach mozliwosc stosowania tego typu automa¬ tycznej regulacji czestotliwosci w ukladach mikro- 20 30 2 falowych o wymaganej duzej czulosci i rozdziel¬ czosci.W znacznym stopniu wada ta zostala usunieta w ukladach automatycznej regulacji z mieszaniem czesci mocy generowanej przez klistron z czestotli¬ woscia pomocnicza. W ukladach tego typu miesza¬ na z czestotliwoscia pomocnicza jest tylko ta czesc mocy, która jest odsprzezona od glównego toru mikrofalowego, a która jest niezbedna do pracy samego ukladu automatycznej regulacji. Ze wzgle¬ du jednak na skonczona kierunkowosc elementów odsprzegajacych, do toru glównego przedostaje sie pewna czesc przebiegów powstalych w wyniku mieszania.W ukladach mikrofalowych, w których wystepuja elementy o duzej selektywnosci, lub w ukladach bardzo dokladnie równowazonych lub kompenso¬ wanych, zastosowanie omawianego typu automa¬ tycznej regulacji moze powodowac pogorszenie rozdzielczosci i czulosci oraz utrudnic lub unie¬ mozliwic odpowiednio dokladne zestrojenie. Calko¬ wite usuniecie omawianej wyzej wady moze byc zrealizowane przy zastosowaniu drugiego sposobu automatycznej regulacji bez modulacji pomocniczej lub mieszania z czestotliwoscia pomocnicza. Uklad tego typu zostal zaproponowany przez R. V.' Pound'a. Jednak trudnosci w realizacji wspomnia¬ nego'ukladu zwiazane z zagadnieniem wzmocnie¬ nia pradu stalego, oraz wysoki stopien zlozonosci mikrofalowej czesci ukladu byly powodem zapro- 65 65665 65G 3 ponowania przez R. V. Pound'a zastosowania ukladu automatycznej regulacji z mieszaniem czesci mocy generowanej przez klistron.Bardzo istotna w spektroskopii mikrofalowej wada opisanych przez R. V. Pound'a ukladów au¬ tomatycznej regulacji czestotliwosci jest fakt, ze czestotliwosc klistronu jest w tych ukladach stabi¬ lizowana wzgledem czestotliwosci rezonatora po¬ mocniczego, a nie rezonatora glównego, do którego aktualnej czestotliwosci nalezy w sposób ciagly dostrajac czestotliwosc przebiegu mikrofalowego generowanego przez klistron.Wynalazek stawia sobie za cel usuniecie wyzej wymienionych wad. Cel ten zostal osiagniety przez wykonanie prostego ukladu mikrofalowego oparte¬ go o wlasnosci magicznego T jako dyskryminatora fazy wypracowujacego napiecie bledu bez stosowa¬ nia modulacji pomocniczej, oraz przez zastosowanie modulowania napieciem bledu fazy czesci prze¬ miennego przebiegu pomocniczego, wzmocnienia tego przebiegu i porównania jego fazy w dyskry- minatorze fazy z niemodulowana faza pozostalej czesci przebiegu pomocniczego. Wynalazek zosta¬ nie blizej wyjasniony na podstawie schematu czesci ukladu mikrofalowego istotnego dla dziala¬ nia automatycznej regulacji czestotliwosci przed¬ stawionej na rysunku.Moc generowana przez klistron przechodzi przez cyrkulator ferrytowy 1 i wtracony w tor glówny sprzegacz krzyzowy 2 o zaznaczonych kierunkach odsprzezenia do rezonatora $, a po odbiciu od rezo¬ natora 3 przechodzi ponownie przez sprzegacz krzyzowy 2 i cyrkulator 1 do ukladu odbiorczego.Czesc mocy fali skierowanej do rezonatora 3 od- sprzegana w sprzegaczu krzyzowym 2 przechodzi przez izolator ferrytowy 4 i przesuwnik fazy 5, a nastepnie dochodzi do ramienia pierwszego ma¬ gicznego T 6. Czesc mocy fali odbitej od rezonato¬ ra 3 odsprzegana w sprzegaczu krzyzowym 2 prze¬ chodzi przez izolator ferrytowy 7 i dochodzi do ramienia drugiego magicznego T 6.Przy dostrojeniu rezonatora do czestotliwosci klistronu oraz odpowiednim ustawieniu przesuw- nika fazy 5 napiecie bledu UH na wyjsciu diod mikrofalowych 8 i 9 równa sie zeru. Napiecie bledu Uw zasila przesuwnik fazy 10 umieszczony miedzy zaciskami uzwojenia wtórnego transformatora wyjsciowego 11 stopnia mocy generatora 12 prze¬ biegu pomocniczego, a zaciskami uzwojenia pier¬ wotnego transformatora wejsciowego 13 wzmac¬ niacza selektywnego 14. Przesuwnik fazy 10 pola¬ ryzowany napieciem bledu zostal w przykladzie wykonania pokazany na rysunku.Zadaniem przesuwnika fazy 15 jest takie przesu¬ niecie fazy, aby napiecie korekcyjne Ukor wystepu¬ jace na zaciskach wyjsciowych dyskryminatora fazy 16 bylo równe zeru. Po osiagnieciu na drodze zestrojenia opisanego wyzej stanu pracy calego ukladu automatycznej regulacji czestotliwosci za¬ ciski wyjsciowe dyskryminatora fazy 16 zostaja podlaczone do elektrody czynnej klistronu, która z reguly jest reflektor. W przypadku odstrojenia czestotliwosci klistronu od czestotliwosci rezonan¬ sowej rezonatora 3, fala odbita od rezonatora 3 4 bedzie posiadala zmieniona faze, co wywola zmiane równowagi rozkladu pól w magicznym T 6 i poja¬ wienie sie napiecia bledu Ubl , którego modul zalezy od bezwzglednej wielkosci odstrojenia, a faza — 5 od kierunku odstrojenia.Zmiana napiecia bledu Ubl powoduje zmiane opornosci diody w przesuwniku fazy 10, co w bez¬ posredni sposób wplywa na zmiane fazy przemien¬ nego przebiegu pomocniczego, który jest nastepnie 10 wzmacniany w sposób konwencjonalny we wzmac¬ niaczu selektywnym 14. Po wzmocnieniu przemien¬ nego przebiegu pomocniczego jego faza jest porów¬ nywana w dyskryminatorze fazy 16 z faza przebie¬ gu odniesienia. Przy róznicy faz, na zaciskach 15 wyjsciowych dyskryminatora fazy 16 pojawia sie napiacie korekcyjne Ukor przestrajajace klistron w kierunku zmniejszenia róznicy miedzy czestotli¬ woscia generowana i czestotliwoscia rezonansowa rezonatora 3. 29 Sposób automatycznej regulacji wedlug wyna¬ lazku pozwala na regulacje czestotliwosci przebie¬ gu generowanego przez klistron w odniesieniu do czestotliwosci rezonansowej rezonatora pomocni¬ czego lub rezonatora glównego, w którym, w ukla¬ dach stosowanych w spektroskopii mikrofalowej, umieszczona jest próbka badanej substancji. Dzieki zastosowaniu, wedlug wynalazku, magicznego T 6 jako dyskryminatora fazy zapewniono, przy zacho¬ waniu warunku latwego zestrojenia, otrzymanie napiecia bledu Ubl bez stosowania modulacji po¬ mocniczej lub mieszania przebiegów mikrofalo¬ wych. Trudnosci zwiazane ze wzmacniaczem pradu stalego zostaly wedlug wynalazku ominiete, przez zastosowanie ukladu modulujacego faze przemien¬ nego przebiegu pomocniczego zgodnie ze zmianami napiecia bledu Uw. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 40 1. Sposób automatycznej regulacji czestotliwosci klistronu, znamienny tym, ze porównuje sie w uk¬ ladzie magicznego T fazy niemodulowanej, i sprzezonej od toru glównego czesci przebiegu mik- 45 rofalowego skierowanego do rezonatora glównego lub pomocniczego, z fala niemodulowanej, od- sprzezonej od toru glównego, czesci przebiegu mik¬ rofalowego odbitego od rezonatora glównego (3) lub pomocniczego. 50

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na¬ pieciem bledu moduluje sie faze przebiegu pomoc¬ niczego.

3. Uklad do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze zawiera sprzegacz krzyzowy 55 (2), którego jedno ramie toru glównego jest pola¬ czone z rezonatorem glównym (3) lub pomocniczym, jedno ramie toru pomocniczego jest polaczone po¬ przez izolator ferrytowy (4) i przesuwnik fazy (5) z jednym z ramion symetrycznych magicznego T 60 (6), a którego drugie ramie toru pomocniczego jest polaczone poprzez izolator ferrytowy (7) z drugim ramieniem symetrycznym magicznego T (6), nato¬ miast pozostale ramiona E i H magicznego T (6) sa zakonczone glowicami detekcyjnymi z diodami 65 (8 i 9).65 656 5 6

4. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze (16), do którego poprzez przesuwnik fazy (15) do- wyjscia diod (8 i 9) sa polaczone z przesuwnikiem prowadzony jest z generatora (12) przebieg od- fazy (10), zasilanym z generatora (12), polaczonym niesienia, poprzez wzmacniacz (14) z dyskryminatorem fazyKI. 21a*,8/02 65656 MKP H03b 9/04 zklistmw{X\ ob odbiornika ,. —d. J\/Z . r-tL lf K H ,12 11 &± Ubl lira M m "13 15' Typo Lódz, zam. 637/72 — 200 egz. ^L (/^ Cena zl 10,— PL PL