Патент ссср 234496
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
23449 6
Осюз боветскИх
Социалистическик
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 30.111.1967 (J% 1145490/26-9) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 29,Х.1970. Бюллетень Л 33
Дата опубликования описания 22.III.!971
Кл. 21а, 74
inrIK H 01p
УДК 621.372.414(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Автор изобретения
Б П Т ".
"1- Й3
И. В. Иванов
Заявитель
ТЕРМОАВТОСТАБИЛИЗИРУЮЩИ ЙСЯ НЕЛИНЕЙНЫЙ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ТИПА
Известны термоавтостабилизирующиеся нелинейные диэлектрические элементы распределенного типа низких частот (ТАНДЕЛы) в виде обычных конденсаторов с прокладкой из триглицинсульфата. Работа ТАНДЕЛа объясняется тем, что, если температура элемента близка к температуре фазового перехода триглицинсульфата, энергия, поглощаемая элементом от источника н. ч,-напряжения, сильно зависит от температуры. ТАНДЕЛы применяются как реактивные нелинейные элементы в системах регулирования, умножителях частоты и т. д., а также используются в виде термостатирующих элементов, которыми окружают объект, температуру которого необходимо поддержать постоянной (например, кварцевый резонатор).
Предлагаемый элемент представляет собой диэлектрический резонатор СВЧ из сегнетоэлектрика или иного диэлектрического материала, имеющего явно выраженную зависимость диэлектрической проницаемости от тем пературы, помещенный в электромагнитное поле волноводной, резонансной или иной системы СВЧ. Тип резонатора и тип возбуждаемого в нем колебания можно выбирать в зависимости от практических потребностей. Резонатор может быть шарообразным, тороидальным, цилиндрическим или иной формы, причем линейные размеры этих тел должны быть порядка длины волны в материале.
Эти отличия позволяют повысить степень термостабилизации в широких пределах тем5 пературы, а также использовать элемент в качестве микротермостата для стабилизации температуры.
При падении электромагнитной волны па диэлектрический резонатор в Hpì возбуждают10 ся вынужденные колебания. За счет диэлектрических потерь в материале резонатора его температура повышается, что приводит к пзмененшо диэлектрической проницаемости и, следовательно,— к изменению собственной ре15 зонансной частоты резонатора. Если диэлектрик имеет, например, отрицательный температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, повышение температуры резонатора приводит к повышеншо его
20 собственной частоты. Для осуществления режима температурной автостабилизации в этом случае частота источника электромагнитных волн, падающих на резонатор, должна быть несколько выше собственной частоты холодно25 го резонатора. При этом за счст нагревания резонатора в поле электромагнитной волны его собственная частота приближает=я к частоте источника колебаний. Интенсивность вынужденных колебаний в резонаторе нарастает, что
30 приводит к дальнейшему повышспию темпера234496
Составитель В. Поветкин
Корректор Н. Л. Бронская
Редактор Б. Федотов
Изд. № 128 Заказ 259/4 Тираж 480 Подписнос
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете 1!инистров СССР
Москва, >К-35, Раупгекая наб., д. 4 5
Типография, пр. Сапунова, 2 туры. Процесс развивается лавинообразно, наступает резонанс, а затем частота резонатора начинает превышать частоту источника. Дальнейшее нагревание резонатора прекращается, так как теперь она начинает уводить систему от резона пса. Температура резонатора достигает стационарного значения, определяемого тепловым балансом — равенством тепла, выделяемого в резонаторе за счет диэлек-. трических потерь, и тепла, излучаемого с поверхности резонатора в результате превышения его температуры над температурой окружающего пространства.
На чертеже изображена зависимость от температуры тепловой энергии, поглощаемой в резонаторе за счет диэлектричес.<их потерь (эта зависимость имеет вид резонансной кривой), и зависимость тепловой энергии Р„,, отдаваемой резонатором в результате излучения тепла с его поверхности в окружающее пространство.
Последняя зависимость изображается прямой линией, так как излучаемая энергия пропорциональна разности температур резонатора и окружающего пространства.
Стационарная температура соответствует точке пересечения указанных линий. При изменении температуры окружающего пространства íà AT линия отдаваемой энергии перемещается параллельно самой себе. Новая точка пересечения дает новое значение стационарной температуры резонатора. Изменение стационарной температуры резонатора AT„ как следует из приведенного графика, оказывается существенно меньшим изменения окружающей температуры (AT, может быть меньше 10 2).
Данный элемент может найти применение в двух основных качествах. Во-первых, он мо5 жет работать как нелинейный реактивный элемент СВЧ в различных нелинейных системах (параметрических усилителях, преобразователях частоты, системах с электрическим управлением). Во-вторых, при изготовлении диэлек10 трического резонатора в виде пустотелого шара, тора, цилиндра и т. д. и при осуществлении в нем режима автостабилизации температура в полости резонатора может поддерживаться постоянной с весьма высокой степенью точно15 сти (10 а и меньше в зависимости от степени стабильности температуры окружающей среды).
Предмет изображения
20 1. Термоавтостабилизирующийся нелинейный диэлекрический элемент распределенного типа из сегнетоэлектрика, отличающийся тем, что, с целью повышения степени термостабилизации в широких пределах температуры, он
2S выполнен в виде диэлектрического резонатора
СВЧ, помещенного в электромагнитное поле вол новодной, резонансной или иной системы
СВЧ.
2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что, 30 с целью испОльзования его в качестве микротермостата для стабилизации температуры, он выполнен, например в виде шара с полостью, тора или цилиндра с осевым цилиндрическим каналом.
