ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Элементная база РМК из "Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий том 1 " Источники энергии СВЧ. Электромагнитные волны СВЧ могут быть генерированы как в виде монохроматических (когерентных) поляризованных колебаний, так й в виде некоге-рентного, хаотического излучения, обусловленного тепловым движением атомов и молекул. Для неразрушающих методов контроля применяют в основном когерентное поляризованное излучение. [c.211] Источники излучения миллиметрового и сантиметрового диапазона могут быть разделены на две группы приборы с использованием электронных потоков в вакууме и приборы, использующие эффекты твердого тела и газа. [c.211] К первой группе генераторов относятся магнетроны, клистроны, лампы обратной волны, генераторы, действие которых основано на эффекте Черен-кова, и другие источники излучения, а также всевозможные преобразователи частоты. Генераторы этой группы работают в широком диапазоне мощности. [c.211] Ко второй группе относятся твердотельные генераторы, в которых используются лавинопролетные диоды, диоды Ганна и т, п. [c.211] Благодаря малым габаритам и массе, малому напряжению питания и другим параметрам источники излучения второй группы начинают широко использовать при неразрушающем контроле. [c.211] Для просвечивания большинства материалов наибольшее применение находят источники малой и средней мощности от 10 мВт до 1 Вт в непрерывном режиме генерации. Обычно это отражательные клистроны, лавинопро-летные. диоды и генераторы Ганна, табл. 2. [c.211] Отражательный клистрон представляет собой маломощный генератор, превращающий энергию источника постоянного тока в электромагнитные колебания сверхвысокой частоты. [c.211] По виду вывода энергии их мож1ю разделить на клистроны с коаксиальным выводом энергии и волноводным. Все клистроны миллиметрового диапазона имеют волноводный выход, а сантиметрового (длина волны 5 см) — коаксиальный. [c.211] Магнетроном называют двухэлектродную лампу, в которой электроны движутся в скрещенных постоянных. электрическом и магнитном полях. [c.212] По виду электрического напряжения, подаваемого на электроды, магнетроны подразделяются на магнетроны непрерывного действия и импульсные. Магнетроны непрерывного действия работают при постоянном напряжении между катодом и анодом и возбуждают непрерывные колебания. [c.212] Приемники волн СВЧ. Для приема волн СВЧ в приборах неразрушающего контроля могут быть использованы в основном термоэлектрические индикаторы (термопары, термисторы, болометры) и выпрямляющие устройства (кристаллические детекторы). Многие из них весьма чувствительны и реагируют на мощность 10 Вт. [c.212] Электрические методы выпрямлеиия дают возможность преобразовать сигналы СВЧ в постоянный ток или ток низкой частоты. В качестве нелинейных элементов используют детекторы или преобразователи. Вследствие их простоты, высокой чувствительности и доступности детекторные устройства являются наиболее распространенными индикаторами. Нелинейность характеристики позволяет использовать кристаллические детекторы как для детектирования малых сигналов, так и в качестве преобразователей частоты. Если детектор используют в качестве преобразователя частоты, то на него совместно с измеряемым сигналом подается напряжение гетеродина и на выходе выделяется сигнал биений. При детектировании слабых сигналов в цепи детектора появляется выпрямленный ток. Характеристики диодов приведены в табл. 3. [c.212] Волновод, по которому распространяется электромагнитная волна, представляет собой металлическую трубу прямоугольного или круглого сечения (рис. 8). Некоторые характеристики волноводов прямоугольного сечения приведены в табл. 4. [c.213] Волноводы характеризуются линейными размерами, критической длиной волны Хкр, длиннее которой волны не распространяются в данном волноводе, длиной волны в волноводе Ад. Волна, распространяющаяся по волноводу, определяется видом колебаний и обозначается с помощью индексов тип (Ещц или TMtnn и I mn или TEffiii), соответствующих числу полуволновых изменений напряженностей и Я вдоль широкой (индекс т) и узкой (индекс п) стенок волновода. На рис. 9 приведены конфигурации электрического и магнитного полей в прямоугольном волноводе для колебаний видов Г 1, ТМп и ТЕп. [c.213] как правило, создать.идеальные условия распространения не удается, и поэтому полная картина поля образуется из совокупности волн, распространяющихся от генератора к нагрузке, и волн, распространяющихся в обратном направлении — от любой неоднородности к генератору. При этом в волноводе устанавливается режим стоячих волн. Любая волноводная. линия характеризуется коэффициентом стоячей волны напряжения (КСВН), который в идеальных условиях должен быть равен 1. Практически волноводные линии с КСВН = = 1,02-7-1,03 считаются достаточно хорошими. [c.213] Чтобы избежать больших потерь мощности, добиться стабильной работы генератора и получить точные результаты измерений, необходимо тщательно следить за соединением волноводов с помощью фланцев. Основные требования одинаковые размеры волноводов, высокая их соосность и недопущение зазора между фланцами, если они не имеют специальных согласующих устройств. [c.214] Благодаря возможности изгибать волноводы в любых плоскостях (изгиб в плоскостях Е или Н) можно создавать приборы, обеспечивающие проведение контроля в труднодоступных местах. Для достижения хорошего согласования изгибов с волноводным трактом необходимо, чтобы радиус закругления изгиба был равен или больше 2Хв, Это справедливо и для так называемых скруток, т. е. волноводных элементов, обеспечивающих поворот плотности поляризации на 45 или 90 плоскости. [c.214] При этом надо иметь в виду, что каждый волноводный тракт рассчитывается на диапазон длин волн. Поэтому условия согласования и коэф( )и-циент стоячей волны рассчитывают с учетом перестраиваемого диапазона по длинам воли. [c.214] Для проведения исследовании часто бывает необходимо смещать антенные устройства на некоторое расстояние, не меняя положение остальных частей тракта. Это может быть достигнуто за счет гибких волноводов. Если в сантиметровой технике имеются гибкие гофрированные волноводы, то в миллиметровом диапазоне можно с успехом воспользоваться длинным куском волновода, согнутым буквой V. [c.214] Волноводные элементы, построенные на основе волноводов, являются базой для создания СВЧ преобразователей — главных узлов приборов радиовол-нового контроля. Основными элементами являются согласованные нагрузки, аттенюаторы, фазовращатели, направленные ответвители, гибридные соединения, коаксиально-волноводные переходы, преобразователи видов колебаний, вращающиеся сочленения, переключатели, резонаторы, диплексеры, вентили, циркуляторы, модуляторы, антенны и т. д. [c.214] Вернуться к основной статье