Устройство для измерения частоты свч-импульса

 

Изобретение относится к физико-техническим измерениям. Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение конструкции. Для достижения цели в устр-во, содержащее отрезок 1 волноводного тракта, соединенный с измерителем 3 амплитуды СВЧ-поля, введена пластина 2 из полупроводникового материала, значение порогового поля ионизации которого меньше амплитуды измеряемого СВЧ-импульса. Пластина 2 установлена перед измерителем 3 под углом к продольной оси отрезка 1. Пластина 2 выполняет роль частотного дискриминатора. Принцип работы устр-ва основан на явлении эффекта ударной ионизации, при котором концентрация неравновесных (ионизированных) носителей зависит только от параметров ионизирующего СВЧ-поля. Пороговое поле Е<SB POS="POST">п</SB> является величиной, зависящей только от свойств полупроводникового материала и частоты СВЧ-поля. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1529141 А1 (51) 4 G 01 R 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /.

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4326116/24-09 (22) 23.07.87 (46) 15,12.89. Бюл. У 46 (71) Научно-исследовательский институт механики и физики Саратовского государственного университета (72) В,Н. Чупис и В.В. Бабенко (53) 621.317.361(088 ° 8) (56) Патент США У 3933411, кл. G 01 R.23/09, 1963.

Авторское свидетельство СССР

У 814053, -кл. G 01 R 23/04, 1976. (54) УС .РОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СВЧ-ИМПУЛЬСА (57) Изобретение относится к физикотехническим измерениям. Цель изоб1 ретения — повышение точности измерений и упрощение конструкции..Для достижения цели в устройство, содержа2 щее отрезок 1 волноводного тракта, соединенный с измерителем 3 .амплитуды СВЧ-поля, введена пластина 2 из полупроводникового материала, значение порогового поля ионизации которого меньше амплитуды измеряемого СВЧ-импульса. Пластина 2 установлена перед измерителем 3 под углом к продольной оси отрезка 1. Пластина

2 выполняет роль частотного дискриминатора. Принцип работы устр-ва основан на явлении эффекта ударной ионн" зации, при котором концентрация неравновесных (иониэированных) носителей зависит только от параметров ионизирующего СВЧ-поля, Пороговое поле

Е„ является величиной, зависящей только от свойств полупроводникового материала и частоты СВЧ-поля. 1 s.n. ф-лы, 2 ил.! 529141

Изобретение относится к физикотехническим измерениям и может использоваться для. измерения частоты

СВЧ-радиоимпульса.

Цель изобретения — повышение точности измерений и упрощение конструкции.

На фиг. 1 приведена конструкция предлагаемого устройства для измере- !ð ния частоты СВЧ-импульса; на фиг.2— графики распределения амплитуды ионизирующих СВЧ-импульсов в полупроводнике для различных частот.

Устройство для измерения частоты

СВЧ-импульса содержит отрезок 1 волноводного тракта, в котором последовательно расположены наклонная к оси отрезка 1 волноводного тракта пластина 2 и полупроводникового материала, 2О и измеритель 3 амплитуды СВЧ-поля.

Устройство для измерения частоты

ВЧ импульса работает следующим образом, 25

Измеряемый СВЧ-сигнал с амплитудой Е Е „(Е „— значение порогового поля иониэации полулроводникового материала ), распространяющийся по отрезку 1 волноводного тракта, вызывает в пластине 2 с толщиной, равной глубине проникновения ионизирующего поля в полупроводник, ударную иониэацию, приводящую к характерному (фиг. 2) спаду амплитуды ионизирую35 щего поля, при котором амплитудное значение СВЧ-поля на выходе пластины

2 не зависит от его вхоцного значения и определяется только частотной зависимостью порогового поля Е„(сд), т.е. пластина 2 с такими физическими параметрами выполняет фактически, роль частотного дискриминатора. Амплитуда СВЧ-поля на выходе пластины 2 пропорциональна частоте радиОимпульса 45 и определяется при помощи измерителя 5.

Принцип работы устройства основан на явлении эффекта ударной ионизации, при котором концентрация неравновесных (ионизированных) носителей зависит только от параметров ионизирующего СВЧ-поля. Пороговое поле Е„ является величиной, зависящей только от свойств полупроводникового мате55 риала и частоты СВЧ-поля. При E7E „ концентрация ионизированных носителей увеличивается с ростом напряженности поля практически экспоненциально, обуславливая высокое быстродействие устройства °

Как видно из приведенных графиков на фиг. 2, наиболее существенным фак тором, определяющим ра спрос транение ионизирующей волны, является логарифмический закон изменения E(z) где z - расстояние до поверхности пластины. Графики приведены для арсенида галлия (GaAs). Следствием этой закономерности является практическая независимость глубины проникновения ионизирующего поля в полупроводниковую пластину от амплитудного значения СВЧ-поля на ее поверхности, На расстоянии глубины проникновения ионизирующего поля в полупроводниковый материал Я ) z) z д ! амплитуда ионизирующего излучения снижается до предпорогового значения

Е Е „ и дальнейшее распространение

СВЧ-импульса происходит по закону обычного скин-эффекта. При выборе толщины полупроводниковой пластины, равной c(амппитудное значение

СВЧ-поля на ее выходе равно пороговому, которое при а 7 4() — средняя частота рассеянии носителей в полупроводнике) определяется зависимостью

Е„() =Е„(< -1) о где (ń— напряженность порогового поля при ударной ионизации в постоянных электрических полях или, что то же самое, при (d (< 4.

Нижний предел амплитудного значения измеряемых СВЧ-импульсов определяется величиной порогового поля

E (Ы) и зависит от выбора полупроводIl никового материала, Формула иэ обретения

1. Устройство для измерения частоты СВЧ-импульса, содержащее отрезок волноводного тракта, соединенный с измерителем амплитуды СВЧ-поля, о т л:и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения конструкции, введена пластина из полупроводникового материала, значение порогового поля ионизации которого меньше амплитуды измеряемого СВЧ-импульса, причем пластина установлена перед измерителем амплитуды

СВЧ-поля под углом к продольной оси отрезка волноводного тракта.

5 1529)41 6

2. Устройство по п. 1, о т л и — ния ионизирующего поля в полупроводч а ю щ е е с я тем, что толщина никовый материал. пластины равна глубине проникновеТирах 714

Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауяская наб. ° д. 4/S

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор Т. Парфенова

Заказ 7636/40 ю zu м ес ж г

ФиР 2

Составитель P. Кузнецова

Техред А. Кравчук Коррек тор С . Шекмар