Устройство для обнаружения и исследования

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Соввтокиз

Свциалистичвскиа

Рвспубциа

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.VI.!970 (№ 1456137/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 14Х11.1972. Бюллетень М 22

М. 1 . !. G 0!n 23, 24

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 533.9.03 (088.8) Дата опубликования описания 9Л Ш.1972

Лвторы изобретения

А. И. Анисимов, Н. И. Виноградов, Л. П. Пахомов и В. В. Рождественский

Заявитель

Физико-технический институт им А. Ф. Иоффе

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ

ФЛУКТУАЦИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ В ПЛАЗМЕ

ГАЗОВОГО РАЗРЯДА

Изобретение относится к устройствам для обнаружения и исследования флуктуаций электронной плотности в плазме газового разряда и определения частотного спектра флуктуакций IIo рассеянию электромагнитных волн в плазме.

Известные устройства, предназначенные для этой цели, содержат источник зондирук,щего излучения, линию передачи, которая связывает этот источник с плазмой, антенную систему для регистрации излучения из плазмы, основной и вспомогательный каналы, «оторые связывают источник излучения и антенную систему с приемником. В приемнике имеются гетеродин, система автоматической подстройки частоты (ЛПЧ), детекторы, усилители и регистраторы.

При помощи такого устройства, изменяя рабочую частоту приемника, можно зарегистрировать и исследовать частотную зависимость мощности флуктуаций в плазме.

Однако применение этого устройства затруднительно для обнаружения когерентных флуктуаций, ширина частотного спектра которых меньше полосы пропускания приемника, а продолжительность существования меньше постоянной времени ЛПЧ гетеродина.

В предложенном устроиствс эти недостатки устранены благодаря тому, что вспомогательный канал содержит устройство, модслирующее процесс рассеяния излучения в плазме, а на Выходе Вкл!о !сн двухканальный индикатор для контроля за работой основного и вспомогатс IbHol0 каналов, связанный черсз видеодетектор EI усилители с этими каналап!.

Блок-схема устройства показана на чертеже.

Устройство содержит источник зондпрующе10 го электромагнитного излучения 1, линии передачи 2 и 3 основного канала, с помощью которых зондирующее излучение вводится в камеру 4 с исследуемой плазмой, а излучение, рассеянное на флуктуациях электронной плот15 ности, выводится пз камеры, супсргетеродинный приемник основного канала, включающий соединенный с гетеродпном 5 преобразователь частоты 6, усилитель промежуточной частоты 7, впдеодетектор с каскадами усиле20 ния 8, связанный с первым каналом индикатора 9; линии передачи вспомогательного канала 10, связывающие устройство 11, моделирующее процесс рассеяния излучения в плазме, с источником 1 и калибровочным генера25 тором 12; супергетсродпнный приемник вспомогательного канала, включающий преобразователь частоты 18, связанный с гетеродином 5, усилитель промежуточной частоть! 14, частотный детектор 15, связанный с цепью

30 управления частотой гетеродтша 5, видсоде345423

45

55

Составитель Б. Кононов Корректор Е. Михеева

Редактор Т. Орловская

Заказ 2485/16 Изд. Ма 104 1 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 тектор с каскадами усиления 16, соединенный с вторым каналом индикатора 9.

Работает устройство следующим образом.

Большая часть мощности источника зондирующего излучения 1, работающего на фиксированной частоте f, поступает по линии передачи 2 основного канала в камеру с плазмой.

В результате флуктуаций электронной плотности, которые примем за когерентные, имеющие одну частоту f, происходит рассеяние зондирующего излучения с изменением направления распространения и частоты. В частотном спектре рассеянного излучения появляются комбинационные компоненты. Наиболее интенсивные из них имеют частоты, большие или меньшие частоты зондирующего излучения на величину, равную частоте колебаний электронной плотности fi=fo fni.

Меньшая часть мощности источника 1 одновременно с сигналом калибровочного генератора 12, работающего на частоте f„;, по линиям передачи 10 вспомогательного канала подается в устройство 11, моделирующее процесс рассеяния зондирующего излучения в плазме.

В частотном спектре излучения, появлчющегося на входе моделирующего устройства

11, имеются компоненты с частотами, большими или меньшими частоты зондирующего излучения на величину, равную частоте калибровочного генератора 12.

Излучение с выхода моделирующего устройства 11 поступает в преобразователь частоты 18 супергетеродинного приемника вспомогательного канала, Излучение, рассеян:oe в камере 4 с плазмой, по линии передачи 3— в преобразователь частоты 6 супергетеродинного приемника основного канала. Так как гетеродин 5 у приемников 18 и 6 общий, условия приема излучения обоих каналов одинаковы. Поэтому только одновременное появление на экране индикатора 9 сигналов с выходов приемников вспомогательного и основного каналов свидетельствует о существовании в плазме колебаний электронной плот ости с частотой, равной частоте калибровочного генератора 12 f =f,. Появление одного сигнала с выхода вспомогательного канала при правильном определении направления распространения рассеянного излучения с идетельствует либо об отсутствии в плазме таких колебаний, либо о том, что мощно ть рассеянного излучения, поступающего из плазмы, меньше уровня, определяемого ч „вствительностью приемника. Очевидно, что отсутствие сигнала с выхода вспомогательного канала всегда связано с нарушением условий приема.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить сведения о сохранении или нарушении условий приема рассеянного излучения в течение разряда практически любой длительности. Вместе с тем, с его помощью можно не только обнаружить, но и исследовать флуктуации электронной плотности плазмы с различными частотами и шириной частотного спектра, в частности когерентные флуктуации электронной плотности.

10 Предмет изобретения

Устройство для обнаружения и исследования флуктуаций электронной плотности в плазме газового разряда, содержащее источник зондирующего излучения, связанный линией передачи с разрядной камерой, антенную систему для приема излучения из плазмы, линию передачи основного канала, которая связывает антенную систему с приемником излучения, и линию передачи вспомогательного канала, которая связывает источник зондирующего излучения с приемником, включающим гетеродин с автоматической подстройкой частоты, силители промежуточной частоты и индикатор, отличающееся тем, что, с целью моделирования процесса рассеяния волн в плазме и оперативного контроля за работой основного и вспомогательного каналов, во вспомогательном канале установлено

30 моделирующее устройство с калибровочным генератором и преобразователем частоты, а на выходе приемника установлен двухканальный индикатор, который через видеодетектор и усилители соединен с основным и вспомогаЗ5 тельным каналами приемника.