Устройство для измерения пространственного распределения концентраций плазмы и газовых струй

 

Изобретение относится к технике измерения на СВЧ. Цель изобретения - обеспечение возможности измерения . одного импульса плазмы или одного импульса газа. При заполнении резонатора плазмой или газом резонансные частоты каждой моды смещаются пропорционально средней плотности по объему , занимаемому злектрическю полем каждой моды. Сдвиг частоты реализуется по нэмеиенио времени появления сигнала в приемнике при пилообразном свипировании частоты СВЧ-гра. Зная набор смещений-ДСО,/CD t (где (Оцрезонансная частота канала; йсо, - частотное смещение резонаторов при наличии электронного пучка или струи в отрезке Г круглого волновода), соответствующих различным модам, с помо- . щью решения обратной задачи восстанавливают ф-цию распределения концентрации электронов (или Газовых струй) по сечеитоо резонатора за один рабочий импульс. 2 ип. м с

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1459430

А1 (51)5 О 01 Н 22/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О П!РЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АОТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 23.10,90. Вюл. У 39, (21) 4208188/24-09 (22) 11.03.87 .(72) С.Х . Дадашев, В .Е . Кульбеда, В.Н. Захаров, И.Нi Москалев, В.А. Поспелов и А.О. Чистяков .(53) 621.396.39(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1 046661,,кл. G 01 В 22/00, 1981.

Москалев И.Н., Стефоповский А.М. Диагностика плазмы с помощью открытых цилиндрических резонаторов. М:, Знергоиэдат, !985, с. 109-110. а

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЧЕРЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЛАЗМЫ И ГАЗОВЫХ СТРУЙ. (57) Изобретение относится к .технике измерения иа СВЧ. Цель изобретенияобеспечение возможности измерения, одного импульса плазмы или одного импульса газа. При заполнении резонатора плазмой или газом резонансные часточъ каждой моды смещаются пропорционально средней плотности по обьему, занимаемому электрическим полем каждой моды. Сдвиг частоты реализуется по изменению времени появления сигнала в приемнике при пилообразном свипировании частоты СВЧ-г-ра. Зная набор смещений-ЬСд1/ Я (где Я ц- резонансная частота канала; ЬИ„- частотное смещение резонаторов нри наличии электронного пучка или струи в отрезке круглого волновода), соответствующих различным модам, с номощью решения обратной задачи восстанавливают ф-цию распределения концентоации алектронов гнои гавоваи стРуй) Я по сечению резонатора эа один рабочий импульс. 2 ил. плазмы и rasовых струй; на фиг. 2 -, дан разрез А-А на фиг.! °

Устройство содержит резонатор в виде отрезка круглого волновода 1, вокруг которого свернуты основные пары отрезков 2,3 и дополнительные пары отрезков 4, 5 прямоугольных волноводов. Отрезки 2,4 прямоугольных волноводов являются возбуждающими (воэбужпающие каналы), а отрезки 3,5 прямоугольных волноводов являются приемными, приемные каналы). На фиг.2 показаны (возбуждающие) отрезки прямоугольных волноводов. Число возбуждающих отрезков 2,4,6-9 прямоугольных

Изобретение относится к технике измерения на сверхвысоких частотах, в частности к устройствам, исполь- . зующим для измерения многоканальные открытые осесимметричные резонаторы, для определения параметров плазмы и газовых струй (при испопьзовании резонатора с большим отношением его диаметра к рабочей длине волны).

Цель изобретения — обеспечение воэможности измерения одного импульса плазмы или одного импульса rasa.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для измерения пространственного распределения концентрации

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3 14 5943;) .. 4 плазмы и газовых. струй, включающее резонатор в виде отрезка круглого волновода, двух основных па11 отрезков прямоугольных волноводов, имеющих общую узкую стенку, располагаемых на окружности с внешней стороны резонатора в виде отбезка круглого волповода и связанных, с ним через отверс1р тия в их общих широких стенках основных пар отрезков прямоугольных волноводов и стенки отрезка круглого волI повода, прйчем концы основных пар отрезков прямоугольных волноводов за15 корочены:и входы имеют фланцы для подключения СВЧ-генератора или приемника, а отверстия, соединяющие основные пары отрезков прямоугольных волноводов с отрезком круглого волновода в первой основной паре отрезков прямоугольных волноводов, размещены на расстоянии d. равном $, à во второй ocEIQBHQH паре отрезков прямоугольных волноводов на расстоянии, 25 равном 11 /2,где 9в - длина волны в отрезке прямоугольного волновода, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения одного импульса плазмы или одного

3Р импульса газа,.в него введены дополнительно п пар отрезков прямоугольных .-волноводов, .Располагаемых на той же окружности с внешней стороны резона- . тора, а.расстояние между отверстиями

3 в дополнительных парах отрезков прямоугольных волноводов выбирается рав- ным

40 где,Формула изобретения 45

Устройство для измерения, пространственного распределения концентраций волноводов равно шести. На .стенке 10 отрезка круглого волновода 1, являющейся также стенкой отрезков прямоугольных волноводов 2,4,6-9 выполнены отверстия 11-1б связи.

Каждый возбуждающий канал 17 питается от своего СВЧ-генератора (не показан), соответствующий ему приемный канал 1В нагружен на свой прйем" ник (не показан).

Устройство для измерения пространственного распределения концентрации плазмы и газовых струй работает сле" дующим образом. . Каждая пара отрезков прямоугольных волноводов, например 2,3 с одинаково расположенными отверстиями, например 12 íàñòðîåía на возбуждение и прием одной моды.

При заполнении резонатора в виде отрезка круглого волновода 1. плазмой или газом резонансные частоты каждой моды смещаются пропорционально средней плотности по объему, занимаемому электрическим полем каждой моды.

Сдвиг частоты регистрируется извест-. ными способами, например, по изменению времени появления сигнала в приемнике при пилообразном свипировании частоты СВЧ"генератора. Зная набор 1 к смещений (где Q к — резонансная рк частота канала; god частотное смещение резонаторов при наличии электронного пучка или струи в отрезке прямоугольного круглого волновода 1), соответствующих. различным модам, с помощью процедуры решения обратной задачи восстанавливают функцию: распределения концентрации электронов (или газовых струй) по сечению резонатора за один рабочий импульс. — с йк = в 2 1+ 1) Я з и+1

К=(1,2... и) — порядковый номер дополнительной па ры отрезков прямоугольных волноводов; в — длина волны в отрезке прямоугольного волновода.

1459430 фаз /

Л-A

Составитель R.Еж в

Редактор Г. Мозжечкова Техред Л.Олийнык

Корректор С.йекмар

Заказ 4356 Тираж 490 Подписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,1 11 !