9201_Рауан_Альжанов_Заикина_ЛР6

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ФЭТ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №6

по дисциплине «Микроволновая техника и измерения»

Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРОВ

СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ»

Студент гр. 9201		Рауан М.
Преподаватель		Дроздовский А.В.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы: Изучение режимов работы генераторов сверхвысокочастотных сигналов; приобретение практических навыков работы по измерению параметров пассивных и активных многополюсников на СВЧ.

Рис. 1. схема ЖИГ-резонатора (в) и генератора на ЖИГ-резонаторе (г)

Рис.2. Конструкция резонатора на сфере ЖИГ

Рис.3. Конструкция простейшего генератора, управляемого сферой ЖИГ

Существует два основных подхода к созданию генераторов:

1) Сначала используется генератор, работающий на низких частотах, а далее при помощи умножителей частоты его рабочая частота поднимается вверх до СВЧ.

2) При втором подходе генератор делается непосредственно с несущей в диапазоне СВЧ.

Прежде чем описывать конструкции СВЧ генераторов необходимо ознакомиться с таким понятием как фазовые шумы генераторов. Дело в том, что в идеальном случае генератор должен вырабатывать идеальный сигнал описываемые синусоидальной функцией.

Для описания такой нестабильности работы генератора было введено понятие спектральной плотности фазовых шумов, которая характеризует мощность сигнала, заключенного в единичной боковой полосе у генератора

При этом мощность сигнала сравнивается с мощностью несущей.

В случае если при создании СВЧ генератора используется СВЧ генератор с несущей на низких частотах его частоту необходимо поднимать как правило удвоителями или другими умножителями частоты. Данный способ неудобен, поскольку он вносит дополнительные искажения в сигнал, а также ведет к появлению дополнительных спектральных гармоник спектра выходного сигнала. Кроме того, каждое умножение частоты в 2 раза ведет к увеличению спектра фазовых шумов на 6 дБ, поэтому данный способ редко используется на частотах выше 1–2Ггц куда большее распространение получили генераторы с несущей непосредственно в СВЧ диапазоне. Их можно разделить на две большие группы 1) генератор, управляемый резонатором и 2) генератор, управляемый линией задержки

Обработка результатов

Рис.6. Передаточная характеристика СВЧ усилителя при различных напряжениях питания

Рис.7. Передаточная характеристика фильтра

Рис. 8. Передаточная характеристика ЖИГ-резонатора при разных значениях напряженности поля подмагничивания

Рис. 9. Спектр генератора на основе фильтра

Рис. 10. Спектр генератора на основе ЖИГ-резонатора

Выводы.

В ходе лабораторной работы были получены передаточные характеристики фильтра, ЖИГ-резонатора и усилителя, а также спектры сигналов, генерируемые генераторами на основе фильтра и на основе ЖИГ-резонатора. По передаточной характеристике фильтра можно сказать, что лучше всего он пропускает сигнал на двух частотных диапазонах: 2300 Гц до 2310 ГГц и с 2320 до 2340 Гц. Судя по спектру сигнала, генерируемого генератором на основе фильтра, можно сказать, что он генерирует сигнал на этих же частотах. По передаточной характеристике ЖИГ-резонатора можно сказать, что резонансная частота изменяется в зависимости от значения напряженности поля подмагничивания. Судя по спектру сигнала, генерируемого генератором на основе ЖИГ-резонатора, можно сказать, что при изменении значения напряженности поля подмагничивания изменяется и частота генерации сигнала. Это говорит о том, что, изменяя параметры ЖИГ-резонатора, можно менять частоту генерации сигнала.