141443. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagyfrekvenciás rezgéseket keltő generátorok frekvenciájának állandósítására, valamint mikrohullám-oszcillátor igen pontos frekvenciájú rezgések keltésére, továbbá mikrohullám-frekvenciákat meghatározó rendszer
141.443 3 mindketten jó messze esnek az F rezonáns frekvenciától. Az üreg reaktanciájának az Ft és F 2 frekvenciák közti, aránylag lassú változásával ellentétben a 3. és 3A. ábra -szerint a gáznak magának X1( ill X4 reaktanciája a legnagyobb értéket az F. ä és F 4 frekvenciáknál éri el, melyek igen közel fekszenek az F rezonáns1 frekvenciához. A reaktancia nagysága e frekvenciák között gyorsan változik. A 3A, ábra X2 reaktancia-görbéje a 3. ábra X 4 görbéjének megfordítása pl. transzformátornál. A gázzal töltött üreg eredő reaktanciáját a 4. ábra (X, Xt) görbéje, vagy a 4A. ábra (X, X2) görbéje láttatja. A reaktancia amplitúdója igen gyorsan nő, ha az F rezonáns frekvenciától bármelyik irányban csak kevéssel is eltérünk. A görbe rendkívüli meredeksége a rezonancia szomszédságában a gáz nagy Q-jának következménye. Bármelyik esetben a gáztöltésű üreg ilyen reaktanciafrekvencia görbéje mellett ez az együttes ideálisan alkalmas állandó, nagy Q-jú áramkörelemként. Az ő. ábra szerinti mikrohullámkeltő rendszerben a kívánt üzemi frekvenciára hangolt rezonáns üregnek, mely e frekvenciánál molekulárisán rezonáló gázt tartalmaz, élesen rezonáns karakterisztikáját, hasznosítjuk a 10 soküregű magnetron frekvenciájának állandósítására. A 11 üreget, mely a 12 gáztömeget tartalmazza, úgy kapcsoljuk a magnetronhoz, hogy ennek számára erősen reaktív terhelést jelentsen, mely a magnetronban keltett rezgések frekvenciáját a kívánt üzemi frekvenciára „elhúzni" képes. Ezeknek az adatoknak birtokában az 6. ábra a és b távolságait úgy választhatjuk meg, hogy a magnetron „elhúzási" karakterisztikájának legjobb kihasználása mellett a frekvenciát a 12 gáztöltésű üreg éles rezonancia-karakterisztikájával állandósítsuk. A b távolságot a magnetron és a 9 hullámvezető találkozási helyétől a 11 üreg és a 9 hullámvezető találkozási helyéig, az a távolságot pedig az utóbbi helytől a 17 ablakig mérjük. Az a és b távolságok beállítását előnyösen a cső kimenőfrekvenciájának pásztázott vizsgálómüszeren (swept monitor), ill. spektrumanalizátoron történő megfigyelése közben végezhetjük, mialatt a 10 oszcillátorcsőbe moduláló feszültséget vezetünk. A legkedvezőbb beállítás az, amely a vivőfrekvencia legkisebh eltolódását erpdmenypyi Ha oszcillátorok frekvenciájának állandósítására vagy meghatározására valamely gáz molekuláris rezonanciáját értékesítő rezonáns üreget vagy ezzel .egyenértékű más elemet alkalmazunk, a telítődéseket meg kell akadályozni. Ilyenek akkor léphetnek fel, ha a rádiófrekvenciás mezők erőssége az üregben nagyon nagy. E hatások az elnyelés látható csökkenésében nyilvánulnak meg, amikor a térerősséget növeljük. Ha e hatások miatt nehézségeket tapasztalunk, a telítődéseket, megfelelően nagyobb tömegű gázt tartalmazó magasabb, felhullámú üregekkel gátolhatjuk meg, melyekben a rádiófrekvenciás energia jobban eloszlik, úgyhogy a térerősség sehol sem túlnagy. Kisnyomású mikrohullám-elnyelő gázzal töltött rezonáns üregeket valamely hullámvezető rendszerben akár „soros", akár „párhuzamos" kapcsolásban használhatunk, e kifejezéseket a mikrohullám-technikában szokásos értelmükben véve. Ha, miként az 5. ábrán, az állandósító elem rezonáns üreg és molekulárisán rezonáns gáz, akkor az eredő látszólagos ellenállás (ill. vezetőképesség) összetevőként a gáz és a rezonátor ellenállásait (ill. vezetőképességeit), valamint az üreg és a gáz vak ellenállásait (ill. vezetőképességeit) tartalmazza. Azjireg vak ellenállásának (ill. vezetőképességének) hatását kiküszöbölhetjük és csak a gáz rezonáns hatásait engedhetjük érvényesülni, ha a 6. ábra szerint a 13 üreggel azonos második 14 rezonáns üreget is alkalmazunk; ezt azonban nem töltjük meg mikrohullám-elnyelő gázzal és akkora c távolságba helyezzük a 13 üregtől, hogy a 14 üreg és a 9 hullámvezető találkozásánál fellépő viszszaverődés megsemmisíti a 13 üreg és a 9 hullámvezető találkozásánál fellépő, visszavert hullámot. Röviden, a c távolságot úgy választjuk meg, ill. állítjuk be, — pl. teleszkóposán mozgatható szakaszokkal —, hogy amikor a 13 kamrában nincs abszorbens gáz, a hullámvezető az üzemi frekvencián a legnagyobb energiaátvitelre van beszabályozva a 10 magnetronból a beállított 16 terhelésig. A c elektromos hosszúság fínombeállítását 15 hangolócsavarral vagy más egyenértékű szervvel végezhetjük. Ha ezután a 13 üregbe mikrohullámelnyelő gázt viszünk be, akkor ott tulajdonképpen csak a gázrezonanciától eredő látszólagos ellenállás, ill. látszólagos vezetőképesség marad meg és így a 6. ábra szerinti kétkamrás elrendezés állandósító hatása olyan áramkörelemével egyenlő, amelynek nagy Q-ja 100.000 nagyságrendű vagy még nagyobb lehet. v , Világos, hogy mindegyik .* előző elrendezésnél a mikro-hullám-elnyelő gázt tartalmazó kamrának zárószerve, pl. 17 ablaka van, mely a gázt bezárja, de a generátortól érkező mikrohullám energiát gyakorlatilag átereszti. A 17 ablakok pl. vékony csillámból készülhetnek. A pontos frekvencia-alapértékeket adó vagy mikrohullám-keltőket állandósító gázok azok, amelyeknek dipól-nyomatékuk van. Ezek közé tartoznak pl. a fent említett gázok. A gázoknak ez az osztálya, 10-3 mm higanyoszlop nagyságrendű, eléggé csökkentett nyomáson tekintélyes számú különálló frekvenciát ad, melyeken oszcillátorokat a találmány szerint állandósíthatunk. Eléggé alacsony nyomásokon az ammóniagáznak egymagában (7. ábra) tekintélyes számú éles elnyelési vonala van a 19.5 kmctől 25.5 kmc-ig terjedő tartományban. Ezek mindegyikét mint frekvencia-alapértékeket az ismertetett módokon felhasználhatjuk oszcillátorok állandósításához. Természetesen más molekuláris rezonanciájú gázt is alkalmazhatunk, mint ammóniát, így pl. a COS-ban 2.5 és 1.25 cm-nél CH3 F-ben 6 mm-nél, CH3 Cl-ben 1.06 és 0.53 cm-nél, CH 3 Br-ben pedig 1.53 és 0.765 cm-nél tiszta rotációs átmenetek vannak. A 1. ábra szerinti táblázatból világos, hogy már kevés gáz is alapértékül nagyszámú frekvenciavonalat ad, melyek a mikrohullám frekvenciák tekintélyes nagyságú tartományában vannak szétszórva. Egyes anyagok, mint az NH2 D, NHD 2 és ND.,, már 1 méteres hullámhosszaknál, ill. 300 megaciklusos frekvenciáknál is rezonanciát mutatnak. Ezeket az utóbb említett gázokat használva, melyek már a kisebb mikrohullámú frekvenciákon mutatnak molekuláris rezonanciát, a frekvencia-állandósí • 6
