微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及測量微波鐵氧體性能參數(shù)的設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種用于測量 微波鐵氧體的鐵磁共振線寬的微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵磁共振線寬AH是旋磁鐵氧體材料的主要特性指標(biāo)之一，它表征了微波鐵氧體 材料的損耗以及微波器件的品質(zhì)因數(shù)?，F(xiàn)有對旋磁鐵氧體材料的鐵磁共振線寬AH的測 量均是采用臨時搭建實驗設(shè)備的方式進(jìn)行測試，且目前國內(nèi)現(xiàn)有測試設(shè)備微波源穩(wěn)定度較 低，因此測試精度，僅能滿足實驗教學(xué)用。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，能準(zhǔn)確檢測旋 磁鐵氧體材料的鐵磁共振線寬AH，并能用于在微波頻段做鐵磁材料共振實驗，可直觀的觀 察到鐵磁共振圖形，從而解決現(xiàn)有設(shè)備測試精度低的問題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，包括：
[0005] 微波鎖相信號源，設(shè)有微波信號輸出端和微波值顯示裝置，該微波鎖相信號源頻 率為9. 37GHz、穩(wěn)定度為5X10_6;
[0006] 磁場提供裝置，設(shè)有磁場提供端和電流值顯示裝置；
[0007] 測量結(jié)果顯示裝置，設(shè)有信號接收端；
[0008] 樣品諧振腔，設(shè)置在所述磁場提供裝置的磁場提供端內(nèi)，該樣品諧振腔設(shè)有微波 信號輸入端和信號輸出端；
[0009] 所述微波鎖相信號源的微波信號輸出端依次經(jīng)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第一隔離器、精 密衰減器、第二隔離器與所述樣品諧振腔的微波信號輸入端連接；
[0010] 所述樣品諧振腔的信號輸出端依次經(jīng)第三隔離器、晶體檢波器與所述測量結(jié)果顯 示裝置的信號接收端連接。
[0011] 本實用新型的有益效果為：通過設(shè)置穩(wěn)定度為5X1(T6的高精度微波鎖相信號源、 磁場提供裝置與樣品諧振腔經(jīng)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第一隔離器、精密衰減器、第二隔離器及第 三隔離器和晶體檢波器有機連接形成微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)微波鎖 相信號源的頻率與磁場提供裝置的磁場和精密衰減器，利用三點法精確測量鐵磁共振線寬 AH，該系統(tǒng)在生產(chǎn)和科研中能較精確的測量鐵磁共振線寬AH。
【附圖說明】
[0012] 為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施 例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他附圖。
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實 施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用 新型的保護(hù)范圍。
[0015]圖1為本實用新型實施例提供的一種微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，用于準(zhǔn)確測量鐵磁 共振線寬AH，該系統(tǒng)包括：
[0016] 微波鎖相信號源，設(shè)有微波信號輸出端和微波值顯示裝置，所述微波鎖相信號源 的頻率為9. 37GHz的穩(wěn)定度為5XKT6;
[0017] 磁場提供裝置，設(shè)有磁場提供端和電流值顯示裝置；
[0018] 測量結(jié)果顯示裝置，設(shè)有信號接收端；
[0019] 樣品諧振腔，設(shè)置在磁場提供裝置的磁場提供端內(nèi)，該樣品諧振腔設(shè)有微波信號 輸入端和信號輸出端；
[0020] 微波鎖相信號源的微波信號輸出端依次經(jīng)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第一隔離器、精密衰 減器、第二隔離器與樣品諧振腔的微波信號輸入端連接；
[0021] 樣品諧振腔的信號輸出端依次經(jīng)第三隔離器、晶體檢波器與測量結(jié)果顯示裝置的 信號接收端連接。
[0022] 上述系統(tǒng)中，精密衰減器的精度為±0. 02dB;樣品諧振腔的Q值大于4500。
[0023] 上述系統(tǒng)中，微波鎖相信號源的頻率值顯示裝置為數(shù)字顯示裝置，方便直觀的讀 數(shù)。
[0024]上述系統(tǒng)中，磁場提供裝置由恒流源與電磁鐵電連接而成，電磁鐵設(shè)有中空的磁 場提供端，恒流源上電連接電流值顯示裝置，可指示恒流源的電流值，電流值顯示裝置采用 數(shù)字顯示裝置，方便直觀的讀數(shù)。該磁場提供裝置的恒流源輸出電流調(diào)節(jié)范圍只要滿足使 電磁鐵在其磁場提供端能提供〇~4000Oe磁場范圍即可。
[0025]上述系統(tǒng)中，測量結(jié)果顯示裝置采用數(shù)字顯示裝置，方便直觀的讀數(shù)。
[0026] 實際中，微波鎖相信號源、磁場提供裝置與測量結(jié)果顯示裝置可以集成在一起成 為一體式儀器，便于提高系統(tǒng)的集成度。
[0027] 該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)微波鎖相信號源的頻率、磁場提供裝置的磁場和精密衰減器，利 用三點法測量鐵磁共振線寬AH;線寬測試范圍：彡10~2000e、線寬測試重復(fù)性：彡10%; 該系統(tǒng)通過采用高Q值的諧振腔、高精度微波鎖相信號與恒流源、高精密度的精密衰減器， 有效提高了測量鐵磁共振線寬AH的精度。
[0028] 該系統(tǒng)除測量鐵磁共振線寬AH外，還適用于高校物理等專業(yè)在微波頻段做鐵磁 材料共振實驗，可直觀的觀察到鐵磁共振圖形，也可指導(dǎo)學(xué)生描繪共振曲線。本系統(tǒng)采用鎖 相微波信號源，配有較高精度的精密衰減器及高穩(wěn)定度恒流源，可以較精確的測量微波鐵 磁線寬，有較高的重復(fù)性，該系統(tǒng)適用于生產(chǎn)單位，科研及教學(xué)單位。
[0029] 下面結(jié)合具體實施例對本實用新型系統(tǒng)作進(jìn)一步說明。
[0030] 利用上述系統(tǒng)測量鐵磁共振線寬AH的過程如下：
[0031] 在樣品諧振腔中電磁場波腹處放置樣品小球，從樣品諧振腔輸出的微波經(jīng)過第三 隔離器傳到晶體檢波器，若該晶體檢波器為平方律檢波，則微波鎖相信號與恒流源的數(shù)字 指示器的讀數(shù)正比于晶體檢波器的微波功率；測量時，將精密衰減器的衰減量置于某衰減 值（推薦放在〇刻度，衰減值為OdB)，將被測樣品放入樣品諧振腔中，調(diào)節(jié)樣品諧振腔的微 擾棒使微波鎖相信號與恒流源的檢波指示表的讀數(shù)最大（此時樣品諧振腔諧振頻率與微 波信號源頻率一致），再由微波鎖相信號與恒流源向電磁鐵加入2. 0A左右的電流，是電磁 鐵產(chǎn)生32000e左右穩(wěn)恒磁場，調(diào)節(jié)它使微波鎖相信號與恒流源的檢波指示表的讀數(shù)最小， 此時檢波指示表的讀數(shù)為Ia，（鐵磁共振點）同時讀精密衰減器讀數(shù)的dr(推薦衰減值為 OdB)。關(guān)斷微波鎖相信號與恒流源的輸出電流，調(diào)節(jié)精密衰減器使檢波指示表的讀數(shù)仍為 Ia，讀取精密衰減器的衰減量為屯（鐵磁共振吸收的功率值）。由于鐵磁共振時的吸收功 率與遠(yuǎn)離共振時加大了精密衰減器的衰減量，使得檢波指示表的讀數(shù)均為la讀數(shù)，所以 實質(zhì)上加到晶體檢波器的輸出功率是一致的，這樣檢波器的檢波律即與它是否工作在平方 律檢波無關(guān)，而僅改變精密衰減器的衰減量來測量鐵磁共振時的吸收功率，根據(jù)IEC相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)提供的計算公式：
[0032]
【主權(quán)項】
1. 一種微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，其特征在于，包括： 微波鎖相信號源，設(shè)有微波信號輸出端和微波值顯示裝置，所述微波鎖相信號源的頻 率為9. 37GHz的穩(wěn)定度為5 X KT6; 磁場提供裝置，設(shè)有磁場提供端和電流值顯示裝置； 測量結(jié)果顯示裝置，設(shè)有信號接收端； 樣品諧振腔，設(shè)置在所述磁場提供裝置的磁場提供端內(nèi)，該樣品諧振腔設(shè)有微波信號 輸入端和信號輸出端； 所述微波鎖相信號源的微波信號輸出端依次經(jīng)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第一隔離器、精密衰 減器、第二隔離器與所述樣品諧振腔的微波信號輸入端連接； 所述樣品諧振腔的信號輸出端依次經(jīng)第三隔離器、晶體檢波器與所述測量結(jié)果顯示裝 置的信號接收端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述精密衰減器的精 度為 ±0. 02db。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品諧振腔的Q值 大于4500。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述微波鎖 相信號源的頻率值顯示裝置為數(shù)字顯示裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述磁場提 供裝置由恒流源與電磁鐵電連接而成，電磁鐵設(shè)有中空的磁場提供端，所述恒流源上電連 接所述電流值顯示裝置，所述電流值顯示裝置采用數(shù)字顯示裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述測量結(jié) 果顯示裝置采用數(shù)字顯示裝置。
【專利摘要】本實用新型公開了一種微波鐵磁共振實驗系統(tǒng)，屬鐵磁測量領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括：微波鎖相信號源，設(shè)微波信號輸出端和微波值顯示裝置，頻率為9.37GHz的穩(wěn)定度為5×10-6；磁場提供裝置，設(shè)磁場提供端和電流值顯示裝置；測量結(jié)果顯示裝置，設(shè)信號接收端；樣品諧振腔，設(shè)在磁場提供裝置磁場提供端，設(shè)微波信號輸入端和信號輸出端；微波鎖相信號源的微波信號輸出端經(jīng)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、第一隔離器、精密衰減器、第二隔離器與樣品諧振腔的微波信號輸入端連接；樣品諧振腔信號輸出端經(jīng)第三隔離器、晶體檢波器與測量結(jié)果顯示裝置的信號接收端連接。通過調(diào)節(jié)微波鎖相信號源的頻率與磁場提供裝置的磁場和精密衰減器，利用三點法精確測量鐵磁共振線寬ΔH。
【IPC分類】G01N24-08, G01R33-20
【公開號】CN204439814
【申請?zhí)枴緾N201520122177
【發(fā)明人】彭越, 劉中生, 崔世魁
【申請人】北京大華無線電儀器廠
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月2日