Советский СВЧ-частотомер киевского завода «Сатурн» на 25,5–40,2 ГГц
Этот цилиндр был получен в подарок от одного из сотрудников ЧАО НПП «Сатурн», когда очередное помещение научно-исследовательского института переоборудовали под офис для сдачи в аренду компании «Купил — Перепродал».
Довольно тяжелая деталь, сначала непонятного назначения, с отверстиями и шкалой «ГГц», — оказалась волноводным частотомером СВЧ-диапазона — механическим измерительным прибором, предназначенным для определения частоты сверхвысокочастотного сигнала в волноводном тракте. Неслучайно эта вещь попала на предприятие, а вполне логично, поскольку НИИ «Сатурн» участвовал в создании систем дальнего космического связи для проектов «Венера-15», «Венера-16» и «Вега», оборудования спутникового телевидения, систем межспутниковой связи 59–64 ГГц, радиометрических комплексов 22–118 ГГц и радиолокационной аппаратуры на 94 ГГц.
Конструкция волновода
В нижней части частотомера расположены два одинаковых прямоугольных порта, они находятся друг напротив друга и соединены внутри прямым сквозным каналом. Это и есть основной волноводный тракт прибора.
На низких частотах электрический сигнал можно передавать по обычным проводникам или коаксиальному кабелю. Но в СВЧ-диапазоне, особенно на десятках гигагерц, широко применяются металлические волноводы.
Фактически это полый металлический канал точно определённого сечения, внутри которого распространяется электромагнитная волна.
Внутренний размер прямоугольного канала этого частотомера составляет примерно 7 мм на 3 мм, измеренный линейкой, а не штангенциркулем. Это почти точно соответствует стандартному волноводу WR-28, внутреннее сечение которого составляет 7,112 × 3,556 мм. Его стандартный рабочий диапазон — 26,5–40 ГГц.
Принцип работы
В основе работы лежит электромагнитный резонанс. Два боковых прямоугольных порта образуют сквозной тракт: СВЧ-сигнал поступает через один порт, проходит через прибор и выходит через второй. Отдельно от этого тракта расположен третий, перпендикулярный канал. Снаружи он также начинается прямоугольным отверстием, но далее его геометрия изменяется и переходит в суженную часть.
Принцип работы резонансных СВЧ-измерителей заключается в том, что резонатор настраивается на частоту сигнала. Когда его собственная резонансная частота совпадает с частотой электромагнитной волны в волноводе, характер прохождения энергии через тракт изменяется.
В упрощённом виде работу этого прибора можно представить следующим образом: СВЧ-сигнал → волноводный вход → сквозной тракт → волноводный выход, а с основным трактом электромагнитно связан перестраиваемый резонатор.
Оператор вращает цилиндр частотомера. Механический механизм изменяет параметры резонансной системы, а вместе с ними — частоту её резонанса. Когда настройка резонатора совпадает с частотой исследуемого сигнала, это можно зафиксировать по изменению уровня сигнала в тракте. После этого значение частоты просто считывается со шкалы.
