Устройство для измерения распределения напряженности электромагнитного поля резонатора

 

"1 (72) Авторы изобретеиия

A.Ã.ËåâàøêèH и В. В, Иедведев

Сибирский физико-технический институт им.В.Д.Кузнецова при Томском ордена Трудового Красного Знамени. государственном университете им.В.В.Куйбышева (7I ) Заявитель (54 } УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕ Р ЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

РЕЗОНАТОРА

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может использоваться для измерения распределения электромагнитного поля B резонаторах.

Известно устройство для измерения распределения напряженности электро» магнитного поля резонатора, содержа" щее возмущающее тело сферической формы, установленное внутри исследуемого резонатора, и индикатор, вход которого является входом сигнала с исследуемого резонатора 1j.

Однако известное устройство имеет !

5 недостаточную чувствительность и точ-. ность измерения из-за того, что металлические возмущающие тела искажают картину силовых линий и, как следствие этого, вносят погрешность в измерение его распределения.

Цель изобретения — повышение точности при одновременном повышении чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения распределения напряженности электромагнитного поля резонатора содержит возмущающее тело сферической формы, выполняемое из высокоомного фотополупроводникового материала и устанавливаемое внутри исследуемого резонатора, индикатор, вход которого является входом сигнала с исследуемого резонатора, и устанавливаемый вне исследуемого резонатора источник ам плитудно-модулированного оптического излучения для облучения возмущающего тела.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит возмущающее тело 1 сферической формы, исследуемый резонатор 2, индикатор 3, источник 4 амплитудно-модулированного оптического излучения, генератор 5 сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний, 9266

3 развязывающий вентиль 1, систему линз 7, детектор 8 СВЧ.

Устройство работает следующим образом.

Вводимое в поле исследуемого резонатора 2 возмущающее тело 1, в качестве которого используют фотополупроводниковый материал, освещают амплитудно-модулированным оптическим излучением, и в качестве параметра исследуемого резонатора 2 с возмущающим телом 1 измеряют амплитуду изменения его коэффициента передачи.

Возмущающее тело 1 радиуса 4<0,5 мм из готавливае тся из . вы сокоомного фотополупроводникового материала, для ,котороro выполняется условие г,„Ж

0 где p — удельное сопротивление фото- о полупроводникового материала;

Eп - его диэлектрическая проницаемость; л- — частота исследуемого поля. ,Неравенство (1) отражает тот факт, что в фотополупроводниковом материале на частоте м отсутствует экранировка электрического поля свободными носителями тока и, следовательно, Эо картина поля в нем аналогична распре- . делению поля в диэлектрике, т.е. структура силовых линий поля в исследуемом резонаторе 2 не претерпевает искажений. 35

Высокоомное возмущающее тело 1, вы" зывающее малое изменение резонансной частоты исследуемого резонатора 2 (ввиду указанных выше причин) > освещают модулированным опти че ским и злу- <в чением с длиной волны

06

4 женности электромагнитного поля в точке, где находится возмущающее тело

1. СВЧ-мощность от генератора 5 через развязывающий вентиль 6 поступает на исследуемый резонатор 2.

Коэффициент передачи исследуемого резонатора 2 модулируется с помощью освещения фотополупроводникового возмущающего тела 1, помещенного в полость исследуемого резонатора 2. Освещение возмущающего тела 1 осуществляется источником 4 амплитудно-модулированного оптического излучения, которое фокусируется в точку располо>нения возмущающего объекта с помощью системы линз 7. Прошедшая через исследуемый резонатор 2 мощность детек" тируется детектором 8, амплитудномодулированный сигнал регистрируется. осциллографом 9, а глубина модуляции сигнала измеряется селективным вольтметром 10.

Технико-экономиче ские преимущества предлагаемого устройства для измерения распределения поля в исследуемом резонаторе заключаются в увепичении диапазона измеряемых напряженностей и повышении точности измерения распределения поля. Если в качестве возмущающего тела в известном и в предлагаемом устройствах бу11ут выбраны сферы одинаковых размеров, то минимальная напряженность поля, измеренная с помощью возмущающего тела из фотополупроводникового материала, на три порядка меньше, чем измеренная с помощью возмущающеt-o тела из металла. Причем точность измерения, несмотря на одинаковые размеры возмущающих тел, выше, так как металлическая сфера сильнее искажает картину поля. где Хгр- граничная длина волны, софЯ ответствующая собственному поглощению.

Условие (2) отражает тот факт, что в фотополупроводниковом возмущающем теле 1 происходит собственное поглощение оптического излучения и, следо вател ьно, создает ся нера внове сная проводимость, изменяющаяся с частотой модуляции оптического излучения. За счет этого удается осуществить модуляцию коэффициента передачи исследуемого резонатора, причем амплитуда огибающей может служить мерой величины напряФормула изобретения

Устройство для измерения распределения напряженности электромагнитного поля резонатора, содержащее возмущающее тело сферической формы, устанавливаемое внутри исследуемого резонатора, и индикатор, вход которого является входом сигнала с исследуемого резонатора, о т л и ч а ю щ ее с R тем, что, с целью повышения точности при одновременном повышении чувствительности, возмущающее тело сферической формы выполнено из высокоомного фотополупроводникового маСоставитель В.Маврин

Редактор Л.Горбунова Техред W. Кастелевич Корректор С.йекмар

Заказ 2978/39 Тираж .719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, 3-35 Раушская наб., д.4/5

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

5 92 териала, и введен источник амплитудно-модулированного оптического излучения для облучения возмущающего тела сферической формы, установленный вне исследуемого резонатора.

6606

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тишер ф. Техника измерений на сверхвысоких частотах. М., физматгиз, 1963, с.341-342 (прототип) °