Аппаратно-вычислительный комплекс для измерения характеристик низко- и высокодобротных резонаторов в диапазоне 26…37,5 ГГц

Abstract

Представлены результаты разработки аппаратно-вычислительного комплекса, предназначенного для измерения характеристик резонаторов с добротностями от десятков единиц до сотни тысяч в диапазоне частот от 26 до 37,5 ГГц. Измерения основаны на регистрации и обработке амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) резонаторов. Предложен способ вычисления нагруженной добротности, резонансной частоты, относительной амплитуды колебаний и уровня постоянной составляющей сигнала, а также сдвига фаз между ними по коэффициентам аппроксимации АЧХ резонатора дробно-рациональной функцией. Показано, каким образом по коэффициентам аппроксимации АЧХ коэффициента отражения от резонатора могут быть дополнительно рассчитаны собственная добротность и доля мощности источника сигнала, теряемая в элементе связи. Представлены результаты испытаний, иллюстрирующие возможности комплекса при исследованиях низко- и высокодобротных резонаторов.

Подано результати розробки апаратнообчислювального комплексу, призначеного для вимірювання характеристик резонаторів з добротностями від десятків одиниць до сотні тисяч у діапазоні частот від 26 до 37,5 ГГц. Виміри ґрунтуються на реєстрації й обробці амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) резонаторів. Запропоновано спосіб обчислення навантаженої добротності, резонансної частоти, відносної амплітуди коливань і рівня постійної складової сигналу, а також зсуву фаз між ними за коефіцієнтами апроксимації АЧХ резонатора дрібно-раціональною функцією. Показано, яким чином за коефіцієнтами апроксимації АЧХ коефіцієнта відбиття від резонатора можуть бути додатково розраховані власна добротність і частка потужності джерела сигналу, що втрачається в елементі зв’язку. Подано результати випробувань, що ілюструють можливості комплексу при дослідженнях низько- і високодобротних резонаторів.

The results of hardware-calculated system (HCS) design for measurement of resonators characteristics with qualityfactor from hundred units up to hundred thousand at the frequency range from 26 GHz to 37,5 GHz are presented. The measurements are based on the registration and processing of amplitude vs. frequency characteristics (AFC) of resonators. The calculation methods of loaded quality, resonant frequency, relative amplitude of fluctuations and the level of constant component of the signal, and also the shift of phases between them on factors of approximation of the resonator’s AFC by fractional-rational function are proposed. It is shown, how using the factors of approximation of AFC of the reflection coefficient from the resonator the eigen qualityfactor and the part of signal scattering power in a coupling element can be calculated. The results of tests are presented at study of resonators with low- and high-quality factors.