Измерение диэлектрических потерь в гетерогенных объектах в диапазоне 3 см. - 6 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Настройку системы на оптимум можно производить либо по (11), либо по
(13). При оптимальной связи формула (6) преобразуется
8
2
0
1
0
τ
σ
=
gQ
f
для линейного приемника, (14)
9
2
0
1
0
τ
σ
=
gQ
f
для квадратичного приемника . (15)
Линейным приемником можно считать супергетеродин или
кристаллический детектор при уровне мощности, поступающей на него больше
. При уровне мощности, падающей на кристаллический детектор менее
, его можно считать квадратичным. В данной работе в качестве
генератора, питающего волноводный тракт, применяется клистронный
генератор малой мощности―ГК-4-19
мВт10
мВт1
(
)
мВтP 30
. После ослабления,
вносимого в волноводный тракт с целью развязки элементов схемы друг от
друга, и потерь мощности в резонаторе и измерительных элементах мощность,
поступающая на детектор, ослабляется до величины около
и попадает в
интервал, в котором характеристика детектора носит переходный характер от
квадратичной к линейной. При этом оптимальная связь не может быть выбрана
точно и должна устанавливаться в интервале между двумя точными
значениями. Эта неопределенность, однако, не оказывает на измеряемую
величину сколько-нибудь существенного влияния. Это видно из сравнения
формулы (14)
и (15), численные коэффициенты в которых практически
совпадают. Поэтому погрешность, возникающая при расчете
мВт1
σ
по
измеряемому значению
τ
, реально не превышает 10%.
Экспериментально
τ
измеряется в дб по показаниям аттенюатора :
изменение его затухания, которое нужно ввести (или вывести), чтобы
скомпенсировать
1
A
τ
, обусловленное изучаемым воздействием, дает величину
дб
τ
.
.log20
τ
τ
=
дб
(16)
Для увеличения чувствительности в схему введено вспомогательное
плечо, включающее аттенюатор
и детектор . Величина сигнала на выходе
подбором затухания уравнивается с сигналом на выходе перед
воздействием на образец. Эта разность подается на чувствительный усилитель
И-37 с самописцем. При включении воздействия на образец (в данном случае
свет) сигнал разбаланса регистрируется на диаграмме.
2
A
2
Д
2
Д
2
A
1
A
Трансформаторы
и показанные на рис.2, служат для подстройки
коэффициентов связи резонатора с линией со стороны входа и выхода.
1
T
2
T
В торцевой стенке резонатора имеется отверстие для ввода пучка света,
освещающего образец. Осветитель снабжен механическим затвором,
позволяющим формировать импульс света с крутыми фронтами нарастания и
спада. Осветитель снабжен водяным тепловым фильтром и обеспечивает
световой
поток диаметром в плоскости расположения образца. мВт35 мм5
Через вторую торцевую стенку в резонатор вводится тефлоновый
стержень, позволяющий изменять резонансную частоту полости.
      Настройку системы на оптимум можно производить либо по (11), либо по
(13). При оптимальной связи формула (6) преобразуется
                           f0    ∆τ
                  ∆σ = −            для линейного приемника,             (14)
                        2 gQ10    8
                           f     ∆τ
                  ∆σ = − 0 0        для квадратичного приемника .        (15)
                        2 gQ1     9
        Линейным     приемником        можно  считать  супергетеродин    или
кристаллический детектор при уровне мощности, поступающей на него больше
10 мВт . При уровне мощности, падающей на кристаллический детектор менее
1мВт , его можно считать квадратичным. В данной работе в качестве
генератора, питающего волноводный тракт, применяется клистронный
генератор малой мощности―ГК-4-19 (P ≈ 30 мВт ) . После ослабления,
вносимого в волноводный тракт с целью развязки элементов схемы друг от
друга, и потерь мощности в резонаторе и измерительных элементах мощность,
поступающая на детектор, ослабляется до величины около 1мВт и попадает в
интервал, в котором характеристика детектора носит переходный характер от
квадратичной к линейной. При этом оптимальная связь не может быть выбрана
точно и должна устанавливаться в интервале между двумя точными
значениями. Эта неопределенность, однако, не оказывает на измеряемую
величину сколько-нибудь существенного влияния. Это видно из сравнения
формулы (14) и (15), численные коэффициенты в которых практически
совпадают. Поэтому погрешность, возникающая при расчете ∆σ по
измеряемому значению ∆τ , реально не превышает 10%.
        Экспериментально ∆τ измеряется в дб по показаниям аттенюатора A1 :
изменение его затухания, которое нужно ввести (или вывести), чтобы
скомпенсировать ∆τ , обусловленное изучаемым воздействием, дает величину
∆τ дб .
                          ∆τ дб = 20 log ∆τ .                            (16)
        Для увеличения чувствительности в схему введено вспомогательное
плечо, включающее аттенюатор A2 и детектор Д 2 . Величина сигнала на выходе
 Д 2 подбором затухания A2 уравнивается с сигналом на выходе A1 перед
воздействием на образец. Эта разность подается на чувствительный усилитель
И-37 с самописцем. При включении воздействия на образец (в данном случае
свет) сигнал разбаланса регистрируется на диаграмме.
        Трансформаторы T1 и T2 показанные на рис.2, служат для подстройки
коэффициентов связи резонатора с линией со стороны входа и выхода.
        В торцевой стенке резонатора имеется отверстие для ввода пучка света,
освещающего образец. Осветитель снабжен механическим затвором,
позволяющим формировать импульс света с крутыми фронтами нарастания и
спада. Осветитель снабжен водяным тепловым фильтром и обеспечивает
световой поток 35 мВт диаметром 5 мм в плоскости расположения образца.
        Через вторую торцевую стенку в резонатор вводится тефлоновый
стержень, позволяющий изменять резонансную частоту полости.