Интерферометр для диагностики плазмы

 

Изобретение относится к технической физике. По отношению к устройству по основному авт.св. № 434257 расширяется диапазон измеряемых значений электронной концентрации плазмы . Сигнал от СВЧ генератора 1, прошедший через развязывающий элемент 2, делится делителем 3 на опорный и измерительный. Опорный сигнал,от-- разившись от отражателя 4, поступает ра смеситель 5. Измерительный сигнал излучается приемопередающей антенной 6 с поляризуклцей проволочной рещеткой (ШГР) 7, проходит через плазму 15, отражается от 90 -ного уголкового отражателя (УО) 8, поворачивая плоскость поляризации на 90 попадает на ППР 7, отражается от нее в сторону УО 8. После повторного отражения от УО 8 сигнал проходит через ППР 7, делитель 3 и поступает ;в смеситель 5, где смешивается с опорным сигналом. Результирующий сигнал через усилитель 9 поступает на осциллограф 10. На осциллографе 10 регистрируется также сигнал-метка рабочей позиции УО 8, поступающий с блока 11 формирования сигналов-меток. Привод 13 периодически поворачивает УО 8 на угол ТТ /2 из первой рабочей позиции в другую. Первая рабочая позиция обеспечивает 4-кратное, а вторая - 2-кратное прохождение зондирующей волны через плазму, что позволяет проводить измерения как на низких , так и на высоких плотностях плазмы. 2 ил. а

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) (51) 4 С 01 В 9/02, С 01 Н 22/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.Ф (- с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " tg j

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

ПЛАЗМЫ (57) Изобретение относится к технической физике. По отношению к устройству по основному авт.св. Ф 434257 расширяется диапазон измеряемых значений электронной концентрации плазмы. Сигнал от СВЧ генератора 1, прошедший через развязывающий элемент

2, делится дели=елем 3 на опорный и измерительный. Опорный сигнал,отразившись от отражателя 4, поступа(61) 434257 (21) 3772828/24-09 (22) 16.07.84 (46) 07.04.86. Бюп. У 13 (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А.Н.Туполе-. ва ,(72) И И.Бикмуллин, С.Г.Галеев, P.À.Ãàôóðîâ, В.В.Григорьев и М.А.3аконов (53) 621.317.77(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 434257, кл. G 01 В 9/02, 1973. ет на смеситель 5. Измерительный сигнал излучается приемопередающей антенной 6 с поляризующей проволочной решеткой (ППР) 7, проходит через о плазму 15, отражается от 90 -ного уголкового отражателя (УО) 8, поворачивая плоскость поляризации на 90, попадает на ППР 7, отражается от нее в сторону УО 8. После повторного отражения от УО 8 сигнал проходит через ППР 7, делитель 3 и поступает ,в смеситель 5, где смешивается с опорным сигналом. Результирующий сигнал через усилитель 9 поступает на осциллограф 10. На осциллографе 10 регистрируется также сигнал-метка рабочей позиции УО 8, поступающий с блока 11 формирования сигналов-меток.

Привод 13 периодически поворачивает

УО 8 на угол 11 /2 из первой рабочей позиции в другую. Первая рабочая позиция обеспечивает 4-кратное, а вторая — 2-кратное прохождение зондирующей волны через плазму, что позволяет проводить измерения как на низких, так и на высоких плотностях плазмы. 2 ил.

1223028

Изобретение относится к технической физике, может быть использовано для СВЧ диагностики интерференционным методом, например, для определения электронной концентрации в плазме и является усовершенствованием изобретения по авт.св. N- 434257.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых значений электронной концентрации плазмы.

На фиг.1 показана структурная электрическая схема интерферометра для диагностики плазмы; на фиг.2 о конструкция 90 -ного уголкового отражателя и привода, обеспечивающего его фиксированный поворот вокруг электрической оси.

Интерферометр для диагностики плазмы содержит СВЧ генератор 1, развязывающий элемент 2, делитель 3, отражатель 4, смеситель 5, приемопередающую антенну 6, поляризующую о проволочную решетку 7, 90 -ный уголковый отражатель 8, усилитель 9, осциллограф 10, блок 11 формирования сигналов-меток, сигнализатор 12 ра4 бочих позиций 90 -ного уголкового отражателя 8, представляющий собой контактную группу, привод 13 и дополнительный осциллограф 14.

Интерферометр для диагностики плазмы работает следующим образом. !

Привод 13 в течение работы поворачивает 90 -ный уголковый отражатель 8 из первой рабочей позиции во вторую и обратно на угол Д., при этом угол между ребром 90 -ного уголкового отражателя 8 и плоскостью поляризации для первой и второй рабочих позиций составляет соответственно

Х >„, где in=1,3,... рад, и л ° где г =0,1,2,...) рад. Сигнал от СВЧ генератора 1 через развязывающий элемент 2 делителем 3 делится на две части (опорный и измерительный сигналы). Опорный сигнал поступает на отражатель 4 и, отразившись от него, попадает на смеситель 5. Измерительный сигнал поступает на приемопередающую антенну 6 с поляризующей проволочной решеткой 7. Вектор электрического поля измерительного сигнала ортогонален к поляризующей проволочной решетке 7, поэтому он проходит сквозь нее без ослабления. При первой о рабочей позиции 90 -ного уголкового отражателя 8 измерительный сигнал, пройдя через плазму 15, отражается

55 венно не выдает сигнала-метки на осциллограф 10.

При движении 90 -ным уголковым отражателем 8 второй рабочей позиции, когда угол между ребром отражателя и плоскостью поляризации составляет — где =0,1,2,... рад. сиг2 нал, излученный приемопередающей антенной 6 и прошедший через поляризующую проволочную решетку 7 и плазму о l5; отражается от 90 -ного уголкового отражателя 8 без поворота плоскости поляризации и проходит поляризующую проволочную решетку 7 без ослабления, попадает на приемопередающую антенну 6, делитель 3 и смеситель 5, где смешивается с опорным сигналом.

Результирующий сигнал со смесителя

5 усиливается усилителем 9 и регистот 90 -ного уголкового отражателя, разворачивает плоскость поляризации на 90 и попадает на поляризующую . проволочную решетку 7. Благодаря повороту плоскости поляризации вектор электрического поля отраженного сигнала оказывается параллельным проволочкам решетки, а следовательно, о он вновь отражается в сторону 90 -но10 го уголкового отражателя 8. При вторичном отражении от последнего вектор электрического поля становится ортогональным проволочкам поляризующей проволочной решетки 7 и сигнал

15 проходит ее без ослабления. Далее измерительный сигнал через делитель

3 поступает в смеситель 5 и смешивается с опорным сигналом. Результирующий сигнал усиливается усилителем 9

20 и регистрируется осциллографом 10.

Сигнализатор 12 подает на блок 11 формирования сигналов-меток сигнал, о соответствующий занятию 90 -ным уголковым отражателем первой рабочей

ТГ

25 позиции, когда< = — „m где ъ =

=1, 3,... рад. Соответственно блок

11 формирования сигналов-меток выдает сигнал-метку первой рабочей позиции 90 -ного уголкового отражате30 ля 8, который регистрируется осциллографом 10. Таким образом производится даигностика плазменного образования при четырехкратном прохождении зондирующего сигнала.

Во время движения 90 -ного уголкового отражателя 8 между рабочими позициями сигнализатор 12 не выдает сигналов на блок 11 формирования сигналов-меток, который соответстрируется осциллографом 10. Сигнали затор 12 подает на блок 11 формирования сигналов-меток сигнал, соото ветствующий занятию 90 -ным уголковым отражателем 8 второй рабочей no1i эиции когда с(= н где

=О, 1,2, ° .. рад. Соответственно блок 11 формирования сигналов-меток выдает сигнал-метку второй рабочей позиции 90 -ного уголкового отражателя 8 на осциллограф 10.

Привод 13 периодически поворачивает 90 -ный уголковый отражатель 8 иэ первой рабочей позиции во вторую и обратно, причем угол с(между ребром 90 -ного уголкового отражателя

8 и плоскостью поляризации для первой и второй рабочей позиций составляет соответственно †„ vn, где =

ll

=1,3,... рад и —, где о =0,1, 2, .. ° рад. При этом первая рабочая позиция обеспечивает четырехкратное, а вторая — двухкратное прохождение зондирующей волны через исследуемую плазму 15. Сигнал интерферометра непрерывно регистрируется осциллографом 14. Во время нахождения 90 -ного уголкового отражателя 8 в первой рабочей позиции, когдао = м,где tn =

=1,3,... рад, подвижный контакт 16 сигнализатора 12 соединен с одним из неподвижных контактов 17, 18, 19 и 20, и через шлейф дополнительного осциллографа 14 и резистор 21 течет ток. Таким образом на дополнительном осциллографе 14 записывается сигналметка первой рабочей позиции отражателя. е

Во время движения 90 -ного уголкового отражателя 8 между рабочими

223028 Я позициями подвижныи контакт 16 не соединен ни с одним из неподвижных контактов 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24 и 25 и в цепи регистрации сигналаметки ток отсутствует.

В

Во время нахождения 90 -ного уголкового отражателя во второй рабочей позиции подвижный контакт 16 соединен с одним из неподвижных контактов !

О 22, 23, 24 и 25 и через шлейф дополнительно осциллографа 14 и резистор

26 течет ток. Таким образом на дополнительном осциллографе 14 записывается сигнал-метка второй рабочей пози-!

Обеспечение в предлагаемом техническом решении четырех- и двухкратного прохождения зондирующей волны через плазменное образование расширяет

20 диапазон измерений плотности плазмы, поскольку фазовый сдвиг зондирующей волны прямо пропорционален плотности плазмы и оптическому пути луча в ней, что позволяет проводить измерение как низких.(четырехкратное прохождение), так и высоких (двухкратное прохождение) плотностей плазмы.

Формула изобретения

Интерферометр для диагностики плазмы по авт.св.. N- 434257, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеренных значений электронной концентрации плазмы, 90 -ный уголковый отражатель установлен с возможностью фиксированного поворота на угол (!т/2) и, где > =0,1,2, 3,... вокруг электрической оси прие40 мопередающей антенны.

1 223028

Составитель В.Ежов

РедактоР О.Головач ТехРед Q.Сопко Корректор. В.Бутяга

Заказ 1700/42 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1-13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4