[实用新型]一种利用微波实时改变机械振子频率的装置

权利要求书

1.一种利用微波实时改变机械振子频率的装置，其特征在于，包括：

微波源(101)、微波分束器(102)、衰减器(103)、无氧铜腔体(104)、第一级放大器(105)、第二级放大器(110)、矢量网络分析仪(106)、混频器(107)、频谱分析仪(108)和控制电脑(109)，其中，所述无氧铜腔体(104)处于20mK的低温下，用于装载悬空电容样品(204)；所述衰减器(103)和第一级放大器(105)处于稀释制冷机的低温环境中，所述微波源(101)、微波分束器(102)、矢量网络分析仪(106)、混频器(107)、频谱分析仪(108)、控制电脑(109)以及第二级放大器(110)都处在室温环境中；所述微波源(101)用于提供频率和功率连续变化的微波信号给微波分束器(102)，所述微波分束器(102)用于将所述微波信号分成两路，其中一路微波信号将作为超导谐振电路的微波输入信号，通过衰减器(103)输入到无氧铜腔体(104)中，用于驱动超导谐振电路，另一路微波信号作为微波本地信号，用于与超导谐振电路的输出信号进行混频；所述矢量网络分析仪(106)用于测量超导谐振电路的输出端口到输入端口的正向传输系数S₂₁曲线；所述频谱分析仪(108)用于测量超导谐振电路的输出信号，并观测机械振动的调制作用；所述混频器(107)的输入端分别连接微波分束器(102)和第二级放大器(110)，用于将超导谐振电路的输出信号和本地信号进行混频，以此来得到机械振子的频率，混频器(107)的输出端连接频谱分析仪(108)，所述第二级放大器(110)的输入端连接到第一级放大器(105)的输出端，用于接收第一级放大器(105)的输出信号，做进一步放大，所述控制电脑(109)连接到频谱分析仪(108)，用于记录频谱分析仪(108)测量得到的数据。

2.根据权利要求1所述的一种利用微波实时改变机械振子频率的装置，其特征在于：所述矢量网络分析仪(106)同时连接衰减器(103)的输入端和第一级放大器(105)的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种利用微波实时改变机械振子频率的装置，其特征在于：在混频阶段，所述第二级放大器(110)的输出端连接混频器(107)与微波本地信号进行混频，在测量边带效应阶段，第二级放大器(110)连接到频谱分析仪(108)进行测试。

4.根据权利要求1所述的一种利用微波实时改变机械振子频率的装置，其特征在于：所述第二级放大器(110)的输出端直接连接到频谱分析仪(108)进行测试。

5.根据权利要求1所述的一种利用微波实时改变机械振子频率的装置，其特征在于：所述无氧铜腔体(104)的两侧分别安装一个SMA接头(201)，分别作为输入端和输出端，所述无氧铜腔体(104)的内部安装PCB板(205)，悬空电容样品(204)位于PCB板(205)的凹槽中；所述SMA接头(201)的第一中心导体(203)与PCB板(205)的第二中心导体(202)用焊锡相连，所述第二中心导体(202)与悬空电容样品(204)的共面波导传输线(302)用铝线相连。

6.根据权利要求5所述的一种利用微波实时改变机械振子频率的装置，其特征在于：所述悬空电容样品(204)为微加工工艺制作的微尺度的电容样品，包括硅基底(303)、铝膜接地面(301)、共面波导传输线(302)、上极板(401)、下极板(402)和螺旋电感(403)；所述硅基底(303)是整个悬空电容样品(204)的载体，上极板(401)、下极板(402)、螺旋电感(403)、铝膜接地面(301)和共面波导传输线(302)均制作在硅基底(303)上，所述共面波导传输线(302)位于硅基底(303)的正中间，上极板(401)、下极板(402)与螺旋电感(403)构成的LC谐振电路(304)分布在共面波导传输线(302)的两侧，每侧各1个，一共2个，所述螺旋电感(403)分布在所述上极板(401)和下极板(402)的四周。