Волноводные методы

Методы и техника измерений электрических параметров сред в СВЧ диапазоне радиоволн достаточно хорошо описаны в ряде работ. Максимальной точностью измерений обладают резонаторные методы. Из волноводных методов практическую применимость имеет способ измерения постоянной распространения в измерительной линии, заполненной образцом, так как он позволяет не только измерить электрические параметры, но и оценить степень неоднородности среды в выбранном направлении. Для оценки параметров плоскослоистых изделий (брусьев) больших габаритов без какой бы то ни было доработки целесообразно использовать простой метод измерения смещения наклонно падающего пучка. [c.228]

В настоящее время уже сложились определенные методы, по которым идет развитие дефектоскопии с помощью полей СВЧ к ним можно отнести амплитудный, фазовый, поляризационный. Широкое распространение получил метод, основанный на измерении электрических параметров образца, помещенного внутрь волновода. Волноводный метод применим только для исследования образцов небольших размеров и только в лабораторных условиях [101]. Значительно большие возможности имеет метод, основанный на регистрации интенсивности прошедшей или отраженной радиоволны в свободном пространстве [115, 143, 145]. При этом просмотр всей поверхности изделия или конструкции осуществляется путем механического сканирования приемо-пере-дающего тракта прибора по его поверхности. Фиксация изображения производится на фотобумагу или фотопленку. [c.61]

К методам исследования плазмы относится и волноводный метод. В этом методе [4, 5] измерительный волновод заполняется исследуемым газом. Радиоволна, прошедшая через газ, смешивается с опорным сигналом. По затуханию сигнала и сдвигу фаз рассчитывается концентрация электронов и частота их столкновений с атомами. Существенным недостатком волноводного метода, как и резонаторного, являются усредненные по большому объему данные о параметрах газа, что не позволяет судить о кинетике процессов в газе. [c.22]

Резонаторный и волноводный методы в своих модификациях, применяемых для исследования диэлектриков, требуют введения исследуемого материала в полость волновода или резонатора, т.е. накладывают ограничения на размеры образца и по существу не являются бесконтактными в механическом смысле. [c.14]

Метод свободного пространства может быть применен для измерений в миллиметровом и сантиметровом диапазонах, когда другие (например, резонаторные или волноводные) методы становятся неприемлемыми при исследовании параметров однородных, неоднородных и слоистых [c.58]

Суть волноводных методов, как известно, заключается в следующем. Диэлектрический образец определенной формы помещается в волновод, полностью или частично заполняя его сечение. От генератора СВЧ на образец по волноводу направляется бегущая электромагнитная волна (рис. 3.9). В общем случае образуются две волны отраженная Е и прошедшая через образец. Сумма энергий этих волн не равна энергии падающей волны из-за потерь в диэлектрике. Информация о параметрах материала заключается в фазе и амплитуде отраженной и прошедшей волны, т.е. и комплексном коэффициенте отражения и прохождения. [c.69]

За последние годы для измерения е и tg 5 твердых диэлектрических материалов широкое распространение получают волноводные методы, основанные на непосредственном наблюдении отраженной и прошедшей волн (рис. 3.9, е), т.е. на измерении комплексного коэффициента отражения или прохождения волноводной секции, в которую помешается исследуемый образец. В первом случае величина 8 может быть определена по разности фаз волны, отраженной короткозамкнутым волноводом с исследуемым диэлектрическим образцом, и волны, отраженной тем же волноводом, но без образца. Погрешность определения е может быть малой. Папример, при использовании в нормальных условиях автоматического измерителя полных сопротивлений типа РЗ-6 она составила 0,5. .. 1 %. Применение того же прибора в режиме измерения фазы коэффициента передачи полноводных четырехполюсников позволяет определить 8 в тех же нормальных температурных условиях с меньшей погрешностью 0,2. .. 0,5 %. [c.70]

Таким образом, существующие волноводные методы позволяют [c.71]

Существенное влияние на точность определения параметров материала оказывают начальная погрешность формы и погрешность определения геометрических размеров резонатора. Если эта погрешность не превышает 0,01 мм, то в сантиметровом диапазоне волн при измерениях в нормальных условиях погрешность определения 8 составляет 0,3. .. 1 % и 3 - 5% погрешность tg б. Это несколько хуже, чем при волноводных методах измерения. Точность измерения 8 и tg б при повышенных температурах значительно снижается. [c.71]

Дефектоскоп обеспечивает работу фазовым и амплитудным методами. При контроле фазовым методом на дефектоскоп устанавливают и одновременно сканируют антеннами два изделия контролируемое и эталонное (без дефектов). При работе амплитудным методом одно плечо фазового моста и стол с эталонным изделием отключают. Для обеспечения слежения антенн за профилем контролируемого и эталонного изделий служат подпружиненные упоры, скользящие по поверхности. Поэтому в конструкцию фазового моста введены гибкие диэлектрические волноводы. Волноводный сверхвысокочастотный тракт и генератор смонтированы в каретке дефектоскопа и двух скобах, которые перемещаются по вертикальным направляющим, обеспечивая заданный шаг контроля. [c.236]

Устройство состоит из генератора СВЧ /, трех переменных аттенюаторов 2, тройника 3, двойного волноводного тройника 8, двух антенн 4 ц 5, фазовращателя 7, детектора 9 согласованной нагрузки б, усилителя 10 и индикатора И. Работает оно по методу сравнения сигнала, прошедшего через влажный образец, и сигнала, прошедшего по волноводному тракту. В выходном тройнике (сумматоре) сигналы сравниваются по амплитуде и по фазе. Разностный сигнал поступает на выход СВЧ преобразователя. Необходимо проводить уплотнение материала на вибростенде перед измерениями. [c.255]

Для Д. и. жидкостей применяются также методы, основанные на создании слоя перем. толщины (в конденсаторе, волноводной линии, резонаторе), и т. н. метод эллипсоида е определяют по величине вращающего момента М, действующего со сторо- [c.702]

Трансцендентные уравнения (2.16) и другие подобные уравнения, во никающие в родственных задачах о волноводном распространении, представляются не очень сложными для проведения вычислений с помощью современных ЭВМ. При этом рассматриваемая плоскость (I, Q) может быть покрыта системой точек — корней дисперсионных уравнений, вычисленных практически с любой точностью. Однако такой процесс может быть связан с большими затратами времени, и, кроме того, представленная в такой форме информация мало полезна, поскольку она не систематизирована. В связи с этим большое значение для систематизации расчетных данных и уменьшения объема вычислений имеют методы качественного анализа дисперсионных соотношений, развитые в работах [109, 236, 249]. Структура спектра и поведение соответствующих мод в значительной мере проясняются также асимптотическим анализом, развитым в работах [25, 103]. [c.119]

Максимальное расхождение между значениями г, рассчитанными по формуле (5.5) и строгим методом (рис. 140), происходит в областях малых и (порядка 10—15 %) и уменьшается при увеличении и. Хотя линии, определяющие положение максимальных значений г на плоскостях (я, "б), проходят достаточно близко, сами значения г па этих кривых существенно отличаются. Так, строго рассчитанные значения г на линии максимума при я = 0,6 0,7 0,9, равны 0,98 0,96 0,995, значения же г, полученные на линии, задаваемой формулой (5.5), соответственно — 0,65 0,80 0,94. Существенная погрешность формулы (5.5) при малых я в основном обусловлена отсутствием учета явления сильного отражения от раскрывов решетки первой волноводной волны, которая при х = 0,5 испытывает отсечку. С ростом X уменьшаются и отражения, и погрешность расчетов. Значения г, полученные на линии (5.5), при п = 1 определяются с еще большей погрешностью вследствие сильной зависимости коэффициентов эллиптичности от X, 6 вблизи линии максимума г. [c.203]

При контроле резонаторным или волноводным методом исследуемый материал вводят в полость волновода или резонатора, т. е. в этом случае размеры образца ограничены и по существу сам прибор не обеспечивает бесконтактностн измерения. В то же время благодаря локализации волн в полости повышается чувствительность влагомера и создается возмож- [c.256]

Исследования радиофизических свойств калнциемских глин, проведенные волноводным методом на частоте 9275 Мгц при нормальных физических условиях, показали, что величина поглощения СВЧ энергии в глинах в диапазоне формовочных влажностей (18—22%) меняется от 14 до 16 d6j M (рис. 1). Существенного различия поглощающих свойств глин разных месторождений (Вирши, КЭМ, Копель) не обнаружено. Для поддержания уровня глиняной массы в вакуум-камере пресса в заданном интервале целесообразно построение СВЧ датчиков проходного типа. [c.145]

Кроме цилиндрической симметрии волноводных резонаторов в лазерах были использованы и другие структуры волноводов. Например, волноводный резонатор, образованный параллельными металлическими плоскостями. Более подробно с применением волноводных резонаторов и волноводных методов в создании и исследовании ГЛОН можно ознакомиться в работе [141]. Особенностью резонаторов F/i -лазеров (открытых и волноводных) является необходимость регулировки их длины. В отличие от M/D-излучения ширина линии усиления F/i -лазера составляет всего несколько МГерц, что значительно меньше промежутка между соседними продольными типами колебаний резонатора (Av = /2L для L = 1 м, Av == 150 мГц). Для такой регулировки в лазерах одно из зеркал должно быть смонтировано на подвижном устройстве (плунжере). Можно выделить еще одну особенность в существующих f/i -лазерах. Эта особенность касается конструкции зеркал. В идеальном случае выходное зеркало должно полностью отражать излучение накачки и частично пропускать F/i -излучение, причем пропускание должно быть равномерным по всему сечению резонансного объема. В существующих системах пока наиболее распространенным остается самый простой и дешевый на практике способ вывода излучения генерации из резонатора через отверстие. Обычно отверстие в выходном зеркале герметически закрывается окном из кварца или другого материала, не пропускающего излучение накачки. К числу недостатков такого вывода относится большая угловая расходимость излучения генерации и потери мощности излучения накачки. Кроме того, трудно добиться максимально возможной мощности [c.140]

Максимальной точностью измерений обладают ре-зонаторные методы. Из волноводных методов практическую применимость имеет способ измерения постоянной распространения в измерительной линии, заполненной образцом, так как он позволяет определить электрические параметры и оценить степень неоднородности среды в выбранном направлении. Для оценки параметров плоскослоистых изделий (брусьев) больших габаритов целесообразно использовать простой метод измерения смещения наклонно падающего пучка. [c.438]

При конфоле резонаторным или волноводным методом исследуемый материал вводят в полость волновода или резонатора, т.е. в этом случае размеры образца офаничены и сам прибор не обеспечивает бесконтактности определения. В то же время благодаря локализации волн повышается чувствительность влагомера и создается возможность измерения характеристик материала при малых значениях влагосодержания и массы образца. [c.449]

Кандидат технических наук, преподаватель кафедры передающих и приемных радиоустройств Т ам-бовского ВАИИ. Область научных интересов, волноводные методы измерений параметров специальных сред и материалов РУСИН Владимир Александрович [c.4]

Изучению диэлектриков на сверхвысоких частотах посвящено много работ, в которых исследования проводились на образцах, специально изготовленных или вырезаемых из изделий при помощи ре-зонаторного или волноводного метода. И только сравнительно недавно (10. .. 15 лет назад) появились работы, в которых диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь измеряли методами свободного пространства, не требующими разрушения контролируемого изделия. Электрические свойства полимеров в переменных полях определяются процессом установления поляризации во времени. С процессом установления поляризации электронного и ионного смещения связаны резонансные диэлектрические потери. Для установления дипольной поляризации и поляризации, обусловленной слабо связанными ионами, характерны релаксационные диэлектрические потери. Установлено, что релаксационные диэлектрические потери наблюдаются в диапазоне частот 10 . .. 10 Гц, а резонансные -10 . .. 10 Гц. [c.33]

Практически для измерений используются различные волноводные методы и их вариантьг Например, волноводный тракт нагружается на согласованную нагрузку, при этом отраженная волна создается только самим образцом (рис. 3.9, а). Стрелками на рисунке показано наличие прямых и обратных волн на различных участках волноводного тракта. Суммарная отраженная волна Е образуется за счет волн, отраженных передней и задней гранями образца. [c.69]

В работе [6] описывается эксперимент, в котором тонкая диэлектрическая пластина вводилась в короткозамкнутую волноводную секцию через продольную щель. Уменьшение объема образца и времени его равномерного прогрева достигается та1сже при измерениях методом тонкою стерженька . С уменьшением размеров образцов невозможно измерить волноводными методами малые значения tg 5, [c.70]

Мостовые методы используют двойной волноводный тройннк(см. рис. И,а и 28, о). Диапазон минимально обнаруживаемых перемещений составляет 0,1—0,01 мкм. Для измерений неболь-ши.х механических смещений неподвижных объектов порог чувствительно сти приблизительно равен 0,01 мкм, а движущихся около 0,1 мкм. Для объектов, расположенных на расстоянии выше 0,5 м, преобразователь снабжается, как правило, эллиптической антенной диаметром не менее 280- 300 мм (при использовании восьмимиллиметрового диапазона радиоволн). Если антенна обладает хорошей направленностью либо фокусирующими свойствами, то прибор регистрирует практически только изменение фазы отраженного сигнала. [c.264]

Схема установки, работающей по фазовому методу (рис. 3.11), представляет собой интерферометр, состоящий из следующих конструктивных элементов. Энергия микрорадиоволн по волноводу 2, поступающая от генератора /, разветвляется на два потока с помощью тройника 4 и поступает в оба плеча интерферометра. В каждом плече установлены аттенюаторы 3 и фазовращатели 5. Каждое плечо оканчивается излучающей антенной 8. Излученная энергия достигает приемных антенн 11 и далее поступает ко второму тройнику 4. От тройника принятая энергия по волноводному тракту попадает в детектор 12. Продетектирован-ный сигнал фиксируется индикатором 17. Одно из плеч интерферометра может перемещаться с помощью микрометрического винта 10. Перед началом измерений интерферометр с помощью аттенюаторов 3 и фазовращателей 5 настраивают таким образом, чтобы индикатор 17 показывал нулевой отсчет. При хороше.м согласовании обоих плеч интерферометра добиться нулевого показания не представляет особых трудностей. Затем в разрыв неподвижного плеча интерферометра помещают образец 9. Внесение [c.137]

Еще больше, чем в 20-х годах, сблизились между собой радиосвязь и э.лектросвязь. Теперь их теснее стали объединять способы использования сверхвысокочастотных колебаний (например, для передачи информации по кабельным и волноводным линиям связи), применение транзисторных усилителей, общность методов манипуляции и модуляции и многое другое. [c.377]

Ультразвуковым методом можно обеспечить высокую точность обработки круглых и фасонных отверстий, а также криволинейных каналов. Ультразвук, подведенный посредством волноводного концентратора к сверлу, резцу, валкам, фильеру, штампу и другим инструмеьтам, повышает интенсивность резания и улучшает условия деформирования металла. Для интенсификации очистки деталей от загрязнения ультразвуком в рабочую жидкость добавляют некоторые поверхностно-активные вещества, а для снятия заусенцев — абразивные порошки. [c.57]

Гетеролазеры и гетерофотоприём-н и к и, используемые в сочетании с плёночными полупроводниковыми Болиоводами, могут выполняться на основе единой Г. и на общей полупроводниковой подложке объединяться (интегрироваться) в оптич. схему (методами планарной технологии). Для управления условиями генерации и распространения света часто используются сложные Г., активный слой к-рых состоит из неск. слоев постоянного или плавно изменяющегося состава с соответствующим изменением Sg. Помимо локализации света в пределах одного или неск, слоёв в плоскости ГП, при создании интегрально-оптнч. схем возникает необходимость дополнит, локализации световых потоков в плоскости волноводных слоёв (в плоскости ГП). Такие волноводы наз. полосковыми и создаются изменением либо состава и свойств полупроводника в плоскости ВОЛ1ГОВОДНОГО слоя, либо толщины слоёв, Встраивание гетеролазера в волноводную схему осуществляется с помощью оптического резонатора, образуемого периодич, модуляцией толщины волноводного слоя. При определ. выборе периода модуляции благодаря дифракции в волноводе возникает волна, бегущая в обратном направлении. В результате формируется распределённое отражение света (см. Интегральная оптика). [c.449]

Диапазон частот, используемых для интерферомет-рич. измерений, ограничен, с одной стороны, условием распространения волн (в> й а с другой — мин. измеряемым сдвигом фаз. При плотностях плазмы <10 смиспользуют СВЧ-диапазон. В этом диапазоне суш ествует неск. иптерферометрич. схем локация в свободном пространстве, волноводный, резонаторный методы (по изменению сдвига резонансной частоты). [c.608]

Методы ввода и вывода излучения из оптических микроволноводов. Важным вопросом И.о. является преобразование ла.черного пучка в волноводные моды (ввод излучения в волновод) и наоборот (вывод его). Вводить в волновод излучение лазера можно, фокусируя его на торец или стыкуя непосредственно источник света (лазер, оитич. волокно) с волноводом. При этом эффективность ввода зависит от степени согласования возбуждающего излучения с волноводной модой. [c.151]

Однако энергии мощных электронных пучков, получаемых на диодных системах ускорения, составляют лишь 1—2 МэВ, получение таким способом пучков более высоких энергий приводит к существ, увеличению стоимости установок л сопряжено с решением сложнейших инженерных и физ. проблем. Чтобы обойти эти трудности, и применяется метод автоускоре-нпя. Процесс автоускорения заключается в передаче энергии большей части частиц пучка малой его части, за счёт чего существенно увеличивается энергия последней. Это достигается в результате взаимодействия мощною пучка с высокочастотной пассивной структурой. При этом часть анергии пучка идёт на возбуждение ускоряющего поля в структуре, под действием к-рого ускоряется та часть частиц, к-рая попадает в благоприятную фазу поля. Опыты с обычной волноводной структурой показали возможность увеличения энергии части электронов в 2—3 раза. Опыты по более строгому фазированию системы одиночных резонаторов и спец. предварит, формированию пучка электронов позволили продолжить процесс резонансного самоускорения и получать электронные пучки большой мощности с энергией 10 МэВ. [c.413]

Что касается волноводов, то здесь отлично себя зарекомендовали структуры Si/SiOj, имеющие разницу в величинах коэффициентов преломления составляющих компонентов, Ли = 2, что обеспечивает условия надежного оптического ограничения. В таком волноводе свет распространяется по тонкому слою монокристаллического кремния, который прозрачен для излучения с длиной волны = 1,3...1,55 мкм. Для изготовления волноводной композиции используется метод прямого соединения пластин в сочетании со Smart- ub-процессом. Данная волноводная структура обеспечивает надежную связь (с минимальными оптическими потерями) с излучателем и фотоприемником и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к микроволноводным композициям для монолитных оптоэлектронных устройств [29]. [c.100]

Микер Т., Мейтцлер А. Волноводное распространение в протяженных цн линдрах и пластинах.— Физ. акустика Принципы и методы. Пер. с англ. [c.276]

Многогранное развитие современной теории дифракции прежде всего связано с освоением новых диапазонов электромагнитных колебаний н решением ряда прикладных задач науки и техники. С математической точки зрения целью теории дифракции является, во-первых, разработка аналитических и вычислительных методов нахождения решения краевых задач для волновых уравнений, во-вторых, изучение и классификация свойств решений этих задач, отражающих поведение волн в различных условиях. Выбор конкретных задач теории дифракции и появление новых направлений обусловливаются внутренней логикой развития теории и потребностями разделов физики и техники, связанных с волновыми движениями. Трудно перечислить все те многообразные области человеческого знания, в которых основу явлений и процессов составляют периодические структуры и волноведущие системы. Задачи рассеяния волн на периодических структурах в свободном пространстве н неоднородностях в прямоугольных волноводах относятся к числу классических задач теории дифракции. Они являются весьма сложными с математической точки зрения и ввиду большого практического значения для радиофизики сверхвысоких частот, антенной техники, оптики на протяжении многих лет находятся в центре внимания исследователей. В данной работе изучаются и классифицируются явления дифракции волн иа целом ряде периодических структур (т. 1) и волноводных неоднородностей (т. 2), широко применяемых в физике и технике наших дней. [c.3]

Введем, как и в гл. 1, матричные операторы / , Г, R, Т преобразования плоских и волноводных волн соответственно на границе раздела свободного пространства с полубесконечной решеткой, которая получается из рассматриваемой структуры при устремлении одной из границ раздела в бесконечность. Пусть длина плоской электромагнитной волны, падающей на решетку, и параметры щелей таковы, что полупространства над и под решеткой взаимодействуют на волноводных модах с одинаковыми постоянными распространения oji = oss =. .. в тех щелях, в которых могут существовать распространяющиеся волны. Тогда с помощью метода матричных операторов представим вектор амплитуд прошедшего поля в виде [c.107]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...