DEM_ALEX, извиняюсь за беспокойство в очередной раз
Мне всё таки пришлось рассчитать стабилизирующий резонатор. Использовал вашу методичку (стр 33).
При расчетах очень смущают моменты:
Для перестройки резонатора с 9 до 11 ГГц его длина должна меняться с 9,99 мм до 10,4 мм т.е. изменения фактически не осуществить подвижным поршнем и если такое сильное влияние, то разве он может быть стабильным? при нагреве резонатор ведь увеличивается.
Далее я рассчитал диаметр резонатора 4,58 см, это выходит плоская шайба, и не похожа на ту цилиндрическую форму что на изображении.
Ну и последнее что смущает - для волновода 23х10 окно связи должно быть диаметром 18,98 в задней стенке генераторного резонатора. Этот момент больше всего напрягает из-за его физической неосуществимости.
Все эти формулы очень простые и ошибок никаких нет, но результаты...
По видимому эта глава взята из книги Царапкин Д.П. Генераторы СВЧ на диоах Ганна., но ее я достать не смог.
Хотел бы узнать ваше мнение об адекватности результатов.

Сообщение отредактировал kadet.89 - May 7 2012, 15:56

Это что-то не так.

Но что Вы сделали правильно, это то, что начали все проверять на соответствие физическому смыслу и приобретенному опыту.
Из своего опыта могу сказать вот что: перестройку частоты внешним стабилизирующим резонатором можно осуществлять очень небольшую. В диапазоне 3 см. она составляет десятки мегагерц (40-100 МГц в зависимости от различных факторов). Вам нужна и высокая стабильность и перестройка частоты? Можно глянуть на Ваше ТЗ?
Посмотрю на работе литературу. Если будет время отсканирую главу из Царапкина.

Тз
Частота f0 ≅ 10 ГГц с возможностью подстройки (тут надо учесть все факторы влияющие на частоту)
Мощность непрерывного сигнала Рсвч ≤ 10 мВт
Регулировка уровня сигнала ∆Np =-30дБ (уже выполнено).
Относительная нестабильность чатсоты ≤10^-6
Выход сигнала волноводный с развязкой A≥25дБ (выполнено).
Источник питания ...этот пункт тоже выполнен.
Т.е. по сути осталось только рассчитать стабильный генератор с гарантированной частотой 10 ГГц.

Поскольку я не могу предсказать какая всё-таки в результате будет частота у генератора и как будет точно влиять на него температура, время то и пытаюсь взять приближенное значение подстройки.
Может такой стабильности можно добиться и без доп. резонатора? Время поджимает и похоже что из-за отсутствия инфы придется от него отказаться.
Сегодня всё по методичке перепроверил и похоже что в методичке действительно ошибки, причем в нескольких формулах подряд.

Информацию про цилиндрические объемные резонаторы нашел только в одной книге
Х. Мейнке Радиотехнический справочник:
http://s017.radikal.ru/i408/1205/d1/7b14ed8c6a5a.gif
В случае если у меня генератор на 10ГГц, то мне и надо под нее делать резонатор? в смысле она и есть "резонансная частота" ? Т.е. я могу расчитать оптимальные размеры D и h по формулам 8.32-8.33. Но тогда появляются другие вопросы. Если связь резонаторов через мембрану с круглым отверстием, то надо его подбирать + на частоту влияют размеры самого резонатора генератора. Выходит слишком много факторов.

Может мне стоит взять генератор с длиной резонатора на λ/2, подключить к нему объемный резонатор и тоже рассчитать его размеры по той формуле под резонансную частоту λ ?. В таком случае генератор (по моему пониманию) будет генерировать λ. Затем добавить поршень меняющий высоту цилиндрического резонатора на +/-1см. Только останется неизвестным точная величина перестройки... и будет ли она достаточной.

Еще есть вариант, сделать генератор без стабилизирующего резонатора. Для регулировки частоты поставить поршень. А стабилизирующий резонатор вынести в отдельный блок:

Подобная конструкция будет работать?
http://s019.radikal.ru/i635/1205/64/6760097c0e39.gif
Вот тут подобное соединение предложено, но только не через узкую, а через широкую стенку волновода. Для меня этот вариант был бы наилучшим, но не знаю будет ли стабилизация

Сообщение отредактировал kadet.89 - May 9 2012, 01:19

температурный диапазон?
Мы серийно выпускали (несколько тысяч на пару-тройку существенно разных частот) ГДГ на ДР с перестройкой чуть больше ухода от внешних воздействующих факторов. Чтобы получить нестабильность 1Е-3 (а не минус 6) на развязке стояли два вентиля, все равно, если пальцами пошевелить возле открытого конца волновода, частота менялась на полмегагерца. При этом за 1мс нестабильность должна была быть не более 1Е-11. Диапазон температур минус 60-+85 С Резонатор по температурному уходу был комплементарно-сопряженным температурному уходу ДГ. 1ррм - только зафапированый. Плюс приколы с минусом температуры (ниде минус 40 некоторые генераторы начинали шуметь) - для нормальной генерации иногда применяли термокомпенсированное питание - в стабилизаторе стоял терморезистор для повышения питания на 10-15% на минусе относительно оптимального в НУ и на плюсе.

Сообщение отредактировал ledum - May 9 2012, 09:58

ledum, Условия эксплуатации - отапливаемое помещение. Т.е. 20-25С. думаю это и требованием назвать нельзя.
Про охлаждение ничего не сказано, но рассеиваемая мощность должна быть 3-4Вт (поскольку питание 9в на 0,4А, а кпд ~ 0%, то можно сказать что вся мощность уходит в нагрев), т.е. я просто медный брусок сверху прикреплю и этого должно хватить.
Да мне собственно и не надо подобных усложнений, через 6 дней надо уже предоставить готовый вариант, а я за несколько месяцев так и не смог с этим разобраться.
ledum, быть может вы можете мне помочь? Я постом ранее привел схему, будет ли она работать? и если да, то правильно ли я понял как рассчитывать размеры резонатора?

Появилась еще одна идея - поставить резонатор на проход, т.е. генератор подключается к боковой стенке стабилизирующего резонатора, а из противоположной стороны стабилизирующего резонатора выходит волновод к нагрузке, как вот тут: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm...0px-Ondamtr.JPG Тоже упростило бы мне работу, но не знаю на сколько этот вариант рабочий. Мне надо достигнуть стабильности на одной частоте 10 ГГц, остальные частоты не так важны. Т.е. я поршнем подгоняю генератор на 10 ГГц, и стабилизирующий резонатор должен обеспечить максимальную стабилизацию.

Такая конструкция предложена в Каганов В.И. СВЧ полупроводниковые передатчики. 1981, стр. 221, но ничего конкретного по расчетам там нет.

Сообщение отредактировал kadet.89 - May 9 2012, 18:14

ТЗ не очент корректное.
О какой какой относительной нестабильности идет речь? О кратковременной или долговременной? Если кратковременная, то ничего не надо мудрить. Хорошо обработанный резонатор (с высоким классом обработки поверхности) обеспечит Вам относительную нестабильность 10е-6. Попробуйте посчитать собственную и нагруженную добротности резонатора, и через них оценить относительную нестабильность частоты если это надо привести в ПЗ. Для диплома должно хватить. У Вас же диплом не по проектированию ГДГ.
Во всех конструкциях, которые я видел стабилизирующий резонатор стоял со стороны резонатора, а не в выходной линии. Со стороны нагрузки можно стабилизировать генератор отраженным сигналом с нужной фазой. Таким способом Бычков (надеюсь память мне не изменила) впервые синхронизировал магнетрон.
Надо трясти руководителя. Он за Вас отвечает.
А в каком ВУЗе Вы учитесь? У нас есть такая специальность, тоже периодическим с такой же ситуацией сталкиваюсь.

To ledum
а диэлектрические резонаторы долго "живут" при таких высоких рабочих температурах? Вроде они не очень их переносят.

DEM_ALEX, у меня диплом именно по проектированию ГДГ. Учусь в СПБГУАП, руководитель ничем помочь не может, да и поздно уже, 14-ого числа мне надо всё ему принести в готовом виде для оттачивания гостов, ошибок и недочетов.
Насчет т.з., оно действительно не очень корректное, но уже поздно это уточнять. Впрочем тут я могу это в свою пользу использовать если до 14 не удастся разобраться.
Я тут прикинул, генератор будет подключен к системе контроля малых перемещений. Т.е. от генератора сигнал по тракту идет в антенну, излучается, отражается от объекта. Затем идет в тракт где сравнивается с тем же сигналом с генератора. Т.е. мне нужно точно определить разность фаз. Получается частота должна быть стабильна только на промежутке времени за который сигнал полностью проходит через систему, а это очень малый промежуток времени. Т.е. время за которое волна проходит ~15м. Это выходит 5,0*10^-8 с.
А какая приблизительно за 1 секунду будет нестабильность частоты для прогретого генератора без особых обработок внутренней поверхности?

Сообщение отредактировал kadet.89 - May 9 2012, 19:04

Интересный ВУЗ. Думал в столицах нет такого бардака как в регионах.

"без особых обработок внутренней поверхности" не знаю. Все генераторы полируются внутри резонатора.
То есть речь идет о кратковременной нестабильности. Эта величина для генератора на ДГ удовлетворяе Вашему ТЗ. 10е-6.
Вот книга нашлась по ДР. мож пригодится.

DEM_ALEX, спасибо за книгу, обязательно завтра посмотрю.
Печально конечно, но мне кажется что кафедра доживает свои дни. Осталось 2 толковых преподавателя пенсионного возраста. Один из них мой руководитель. Оборудование на кафедре всё старое. Видел даже в лабораторных установках "экспонаты" 1960 года.. впрочем это не только на этой кафедре. Такое происходит почти на всех связанных с электротехникой кафедрах.

Ну гарантийный срок был 11.5 лет. При этом у генераторов было 2 термоэлектропрогона, как минимум, по 168 часов +85. На периодике - надежность. Тоже держали. Никаких проблем вроде. Резонаторы именно для этого генератора пекли фрязинцы из 2БТ-9 http://www.istokmw.ru/en/node/182 . Конструкция - микрополосковая, поэтому ТС мало чем могу быть полезен. Генераторы ФАПировались за умноженный на 2 транзисторный генератор на 2Т647А-2, у которого резонатор был из ЦТО в специальной камере. Результирующий уход был 10 -50 ррм на минус 60 - +85. У самого изделия тоже было несколько термоэлектропрогонов.

Эта конструкция описана в статье Е.П.Строганова, Д.П.Царапкин. =Генератор комбинационных частот на диодах Ганна= стр 79-84. сборник =Полупроводниковая электроника в технике связи= Вып. 25. (М. Радио и связь, 1985) Николаевский И.Ф. (ред.) Сборники есть на полках у Вадима Ершова.
Описан генератор 2 см диапазона с электронной перестройкой частоты в диапазоне 400 МГц. Стабилизирующий резонатор настроен на комбинационную частоту. Характерная особенность волновод очень малой высоты.

merkader, как я и хотел сделать, весьма простое и удобное с точки зрения простоты расчетов решение. Как выяснилось, мне нужна нестабильность частоты 10^-6 за малую долю секунды (7*10^-8 c) т.ч. стабилизатор применять нет необходимости. Однако пожалуй приведу его для справки, а то весь диплом - труба с диодом внутри уж не знаю как такое защищать, ну что дали, то дали, буду выкручиваться.

Диплом почти готов, осталось доделать чертежи. Сегодня принес руководителю наброски и он поднял вопрос.
Генератор у меня без мембраны и чертеж я делал исходя из:

Руководитель считает что для работы генератора должен быть сформирован объемный резонатор длина которого - расстояние от короткозамыкающей пластины до мембраны. Пока еще есть время для корректировки чертежа и хотелось бы узнать где же истина, будет ли генератор без мембраны работать и выдавать нужную частоту. Руководитель сказал что возможно вынесет этот вопрос на защиту, а ответить ему мне пока нечем т.к. во всех книгах не уточняются эти моменты и прав он или я пока не понятно.
Вот мой текущий чертеж:


Сообщение отредактировал kadet.89 - Jun 14 2012, 16:31

Или Вы с руководителем разговариваете на разных языках, либо он "вапче не компертентен". длина резонатора указана правильно на чертеже. Мембрана - это средство регулировки связи с нагрузкой (кстани не очень хорошее) Лучше для этих целей использовать винты. Пусть выносит на защиту вопрос.
Ответить надо так: Резонатор образован короткозамкнутым отрезком прямоугольного волновода. В плоскости короткого замыкания интенсивность электрического поля минимальна (в идеале =0) на расстоянии примерно лямда/4 (это и есть длина резонатора) находится пучность электрического поля, куда и помещен диод. За диодом (со стороны нагрузки) уже режим бегущих волн (чего в резонаторе быть не может).

Руководитель был бы прав если бы выход генератора закоротили (то есть получили прямоугольный резонатор - отрезок волновода закороченный с обоих сторон). Только выводить энергию пришлось бы через ответствия связи.

Литература: Давыдова Н.С. Данюшевский Диодные генераторы и усилители СВЧ

DEM_ALEX, спасибо за предоставленную информацию. Хорошо что ничего не нужно переделывать. А согласующее устройство с 3-мя штырями я отдельным блоком спроектировал.