Про генераторы на ЖИГ

[neorganic]

Тут будет продожение темы с 97 страницы "Опознать деталь, блок, изделие." - тема специфическая и я думаяю, что излишне загромождать тред про детали _не стоит_....

"..старались приклеить сферу не по критерию максимальной добротности.." - если есть возможность выбирать между добротностью и ТКЧ, я выбрал бы все-таки добротность...
"Одно с другим не связанно" - у не совсем качественного граната может оказаться очень узкой область существования полезного эффекта. Вариации внутри этой области очень сильно влияют на добротность - вот поэтому было очень много публикаций по гранатидам. У чистого Y3Fe5O12 область полезного эффекта составляет всего 2-5 % от поля - это сильно усложняет эксплуатацию устройства в естественных условиях (и подбором ориентации кристалла тут не обойтись)... Путем введения лигатур область расширили до 10-12%.

Кроме того, есть еще один не хороший момент - чувствительность к температуре имеет и магнитная система и это нужно учитывать прежде собственных температурных изменений кристалла... Для электромагнита стабилизация поля легко и непринужденно делается электронно.

"Не подскажите ли процедуру рассчета витка связи.... " - а в каком диапазоне: в отн. низкочастотном будет оптимальнее виток, а в других (>3-4 ГГц) будет действовать "емкостная" связь с "иммерсионной" средой - диэлекриком с малыми потрями на свч. И с каким типом нелинейного элемента (точнее интересен не сам элемент - а какая у него будет присоединенная проводимость )?

"В старых советских ЖИГ было обязательно присутствие ферритового циркулятора на выходе, иначе отраженная волна сводила генератор с ума." - по той же самой причине, по которой у полупроводниковых и газовых лазеров происходит в аналогичной ситуации увеличение уровня "шумов" (это деликатно именуется "многомодовый режим"). И там и там генерация происходит фактически в режиме нелинейного двуполюсника. Если будет "возврат" мощности (а это означает связь с другой резонирующей системой), то задающий генератор будет перемещаться по всем возможным в этом устройстве точкам, где есть условия для резонанса - этот процесс выглядит как шум, но обладает свойством упорядоченности (ala странный аттрактор). Единственый сособ добится "одномодового" режима генерации - развязка. Так как старые транзиторы (германь и кремний) обладали большой проходной емкостью, то единственным способом уменьшить уровень шума у генератор был циркулятор или же аттеньюатор (серый фильтр).
"Почему не применяли дополнительный усилитель," - Сделать хороший усилитель с малой проходной емкостью только на полупроводниках черезвычайно сложная задача не только на СВЧ - поэтому народ шел по грубому, но эффективному пути.

Вопрос - есть ли на СВЧ усилители (ввиде схем или же готовых устройств) с развязкой между выходом и входом на уровне 40 дБ?



"только желательно по-крупнее" - а там и так x1.5.

[khach]

Вопрос - есть ли на СВЧ усилители (ввиде схем или же готовых устройств) с развязкой между выходом и входом на уровне 40 дБ?

Извините, запутался с цитированием. Это вопрос? А для какого диапазона? Обычно развязка у одиночного активного элемента в районе 20 дб. При коэффициенте усиления 10-15 максимум. Набрать нужное усиление можно цепочкой элементов, хорошо их заэкранировав. Тогда развязка модуля будет больше 40 дб.
Приклейка сферы- прокомментируйте пожалуйста варианты ориентации сферы из патента US6313711
по поводу моего вопроса про форму петли связи- у меня есть распотрошенный ЖИГ преслектор от C4-60 (до 12 ГГц). Происхождение со свалки, поэтому восстановить его как фильтр непредставляется возможным. Но вот поэкспериментировать с его сферами в качестве генератора есть желание.

[neorganic]

Про патент:
человек экспериментально выяснил, что для кристаллографической оси [110] наблюдается локальный минимум добротности между двумя пиками таковой - этот факт известен как ось легкого намагничивания. Из чего понятно, что этой оси соответсвует именно "идеальная" термокомпенсация _не_ясно_. Собственно zero температурная зависимость дается априори - графически это не показано нигде. Скажем так: что-то где-то определялось, но в патенте указан угол, установка и некоторые графики (не все относятся к делу - например рис 3). Если у человека есть публикации - нужно смотреть их, патент очень расплывчат... Конкретно для практики там ничего нет.

На Вашем месте (IMHO):
0. тип генератора, тип активного элемента
1. я определился бы с маркой резонатора - по типу материала можно выяснить коэф-енты магнитной анизотропии и их температурный ход.
Из общих соображений (напримере спектров ЭПР) - более узкие линни поглощения будут наблюдаться при низких температурах. Единственный не хороший момент заключается в том, что для ЭПР это криогенные температуры.... Зависмость ширины полосы резонанса от температуры для реальных ферритов не нашел. У всяких магнетонов приводится зависимости ala Кюри-Вейс.
2. положение сферы и так придется определять экспериментально.
3. я выбрал бы технику, использовавшуюся для стабилизации кварцевых резонаторов: выбирается тип реза пластинки с максимальной добротностью, смотрица минимум ТКЧ для нее и дальше огранизуется термостабилизация кварца при этой температуре. Применительно к гранату нужно знать температурный ход ширины полосы резонанса...
4. сферу лучше поместить в диэлектрическую среду с эпсилон = (эпсилон ЖИГ)^0.5 - это уменьшит потери на преломление эл-м. волн (аналог иммерсионной жидкости). Это должно увеличить добротность и улучшить настраиваемость. В качестве таковых м.б. использованы полистирол, парафин, фторопласт.

[khach]

Про патент:

Спасибо, будем думать. То, что в современных патентах специально непишется ничего конкретного- это уже понятно. То ли дело патнеты 60-70 годов- хоть сейчас копию делай.

0. тип генератора, тип активного элемента

ФФЛК2-16 -Это известно почти точно, потому что в той же свалке был выкопан второй, менее поврежденный и с магнитной системой.

1. я определился бы с маркой резонатора - по типу материала можно

Т.е предлагаете промерять угловую зависимость ЭПР от температуры?
А попроще как -то нельзя? Самое смешное, что почти все необходимое есть в наличии, да и как ЭПР мерять еще вроде не забыл. Блин, прийдется спектрометр запускать- он лет 10 не включался. Жидкий азот есть, А вот гелиевые температуры... Криостат у спектрометра есть, но ради хобби заказывать жидкий гелий...
А с чем сравнивать промеренное? В библиотеке у нас точно ничего по советским ЖИГам неосталось. Спектр хоть подкиньте для примера пжлста. На 36 ГГЦ мерять можно? Какие там ж-фактора, а то незнаю, хватит ли поля у магнита.

2. положение сферы и так придется определять экспериментально.

На держателях сфер есть карандашные черточки. какой оси они могут соответсвовать?

3. я выбрал бы технику,

Для генератора с ФАПЧ петлей термостабилизация наверно излишня.

4. сферу лучше поместить в диэлектрическую среду с эпсилон = (эпсилон ЖИГ)^0.5 - [/quote]
Вроде добротность тем выше, чем выше контраст между епсилоном материала резонатора и окружающей среды. Воздух- почти 1. Зачем применять иммерсию в среду? Тем более пробовать всунуть сферу в тефлон- она оторваться может.

[neorganic]

To khach:
"Т.е предлагаете промерять угловую зависимость ЭПР от температуры?" - эта зависимость очень редко предъявляется (для отечественных фирм, делающих эти материалы, я не нашел данных по температурному ходу полосы резонанса) для феримагнитного резонанса (в отличии от эпр), но для YIG в 5 томе физической энциклопедии (Прохоров) приведено любопытное "фото" (Смотрим стр. 292 5 тома Физизической энциклопедии рис 6) - в районе комнатной температуры ширина полосы резонанса наибольшая, при температурах холоднее -40 она уменьшается в разы.
Я понял, что в YIG происходит некоторый фазовый переход при ~300К. Про "термокомпенсаци ю" в статье "феромагнитный резонанс"
упоминают, но теория, основанная на гипотезе Нееля, в для расчета не пригодна - это упоминается там же.

ЭПР и вид линий я упоминал для ближайших аналогов ферромагнетиков - веществ с неспареным электроном (радикалы стабильные) - естественно, полной аналогии там нет. Это в соответствии с поговоркой "за отстуствием рыбы, рак назначается рыбой". Ферримагнитный резонанс отличается от собственно ЭПР тем, что "гоняются" "электроны", принадлежащие магнитной системе. Там несколько меньшие энергии, чем в химсвязи.

"На держателях сфер есть карандашные черточки. какой оси они могут соответсвовать?" - там наверное отмечалась ось легкого намагничивания (наподобие рисунка зависимости частоты от угла поворота кристалла из того патента)

"ФФЛК2-16" -к сожалению данных по использовавшимся там сферам у меня нет...


"Вроде добротность тем выше, чем выше контраст между епсилоном материала резонатора и окружающей среды." - собственно резонанс происходит, когда эл. волна "доходит" до сферы. Переход волны из среды менее плотной в более плотную должен сопровождаться "затруднениями" (в оптике происходит отражение и неодинаковая доступность поверхности раздела двух фаз) - если IMHO сделать среду с "промежуточным" epsilon, то процесс переноса облегчится за счет уменьшения "преломления" и улучшится "доступность" сферы для поля. Очень удобна электролитическая ванна для моделирования (у меня есть доступ к этому устройству ) - вроде бы, для иммерсионной среды картина поля становится более однородной.
тефлон был назван как один из материалов с бизким epsilon и низкими потерями.

[aleksandr130]

может кто подскажет - вот такая железка

магниты

Похоже что жиг генератор - но зачем он в тройнике собран ?

[Дмитрий М]

ФФЛК2-16 фильтр делал питерский завод Ферроприбор. Они мне на него данные по телефону давали, он давно снят с производства. Случайно нашёл с рук новый за 100 руб у барахольшиков, вот и искал описание. То есть ТУ у них есть, а вот по начинке... не знаю. Он, кстати, термостатированный, от сети 27 вольт.

[neorganic]

Это м.б. ферритовый переключатель (с включенным магнитом он пропускает в определенном чередовании, если поле выключить, а затем создать такое же но другой полярности - в обратном чередовании; в центре там таблетка из СВЧ-феррита+элементы согласоввания с волноводом), нужно было показать подробнее центральный узел (Т-образной формы). волноводные переходы и терминаторы можно было снять...

To Дмитрий М: "он давно снят с производства" - да хоть бы и не был снят: для калькуляции нужно знать параметры материала, их определять "на коленке" сложно... "Он, кстати, термостатированный" - то м.б. питание магнитов (хотя я могу злобно глючить )

[khach]

"Он, кстати, термостатированный" - то м.б. питание магнитов (хотя я могу злобно глючить )

Глючите . На керамических держателях сфер были медные тепловые мостики с припаянными позисторами. Мой экземпляр наверно и поехал на свалку потом что в одном позисторе контакта небыло- одна из сфер не грелась, фильтр "рассыпался" по температуре. А определить без разборки нельзя было- позисторы параллельно включены- все звонилось.

По поводу связи сферы с петлей. Ну должна же быть аналитическая формула зависимости добротности резонатор от расстояния между петлей и сферой. Не в CST же каждый раз считать связь? А измерять нечем- чтобы померять добротность по ширине резонанса надо источник с более узким спектром, чем исследуемый резонатор. А в источнике тоже ЖИГ, и пока без ФАПЧ (обжатия спектра нет)
Подскажите книжку с формулой - сферический резонатор и виток связи.

[khach]

aleksandr130
А что у вас в тройнике внутри? Открутите аккуратно фланцы и посмотрите на просвет. Если цилиндрическая таблетка- то это циркулятор. А если сфера с возможностью тонкой юстировки по положению(вращению), а в одном из плеч активный девайс (диод гана или импатт) то волноводный генератор на ЖИГ.