Объемные резонаторы

Рис. 4.5. Картины полей в объемных резонаторах (сплошные линии — электрическое по 1е, штриховые - магнитное)

Рис. УП.1.1, Типы объемных резонаторов, применяемых в диэлектрической радиоспектроскопии. Обозначения см. в тексте

Рис. 195. Схематическая конструкция объемного резонатора

Протяженные изделия в виде труб и прутков различного поперечного сечения можно помещать в полость объемного резонатора Р или в волноводный тракт В. Если труба помещена в полость резонатора Р (рис. 4.20, а), то она изменяет его рабочий объем (резонансную частоту) или создает дополнительные потери энергии (уменьшает добротность). Для металлических изделий основным является изменение частоты, что дает возможность производить контроль внешнего диаметра трубы О, прутка и т. п. В случае, когда труба изготовлена из диэлектрического материала, влияющими факторами являются все геометрические размеры трубы (внешний О и внутренний диаметры, толщина) и электромагнитные параметры (диэлектрическая г и магнитная проницаемости, удельная электрическая проводимость о). По схеме рис. 4,20,а можно организовать радиоволновой контроль изделий в технологическом потоке. [c.151]

Режим стоячих электромагнитных волн может быть реализован в так называемых объемных резонаторах, представляющих собой внутреннюю полость с хорошо проводящими стенками. Это могут быть резонаторы в виде параллелепипедов - прямоугольные резонаторы и цилиндрические (круглые) резонаторы [19]. Учет. граничных условий [c.88]

Нагрев стоячими волнами осуществляется в объемных резонаторах. Поскольку распределение поля имеет характерные узлы и пучности, это приводит к неравномерности нагрева. Для устранения неравномерности материал перемещают в поле или перемешивают поле, используя специальные устройства, а также многомодовые системы. Режим работы таких устройств без материала недопустим. [c.167]

Низкое значение собственных потерь объемных резонаторов (на один-два порядка ниже потерь в диэлектрике) и возможность варьировать степень взаимодействия исследуемого вещества с электромагнитным полем в резонаторе обусловливают высокую чувствительность резонансных методов, что позволяет исследовать вещества со значениями 10 . [c.96]

Схема одной из простейших установок для снятия спектров ЭПР приведена на рис. 8.16, согласно которой мощность от генератора сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний (клистрона) подается по волноводу 2 в объемный резонатор, куда помещен исследуемый образец. Объемный резонатор, настроенный на частоту генератора колебаний, расположен в промежутке между полюсами электромагнита, напряженность поля которого можно постепенно [c.210]

Исключая волновые методы исследования и методы объемных резонаторов, применяемые для проведения измерений при очень высоких частотах [c.167]

При работе в диапазоне СВЧ используются коаксиальные линии (рис. 193, а) или волноводы прямоугольного (рис. 193, б) или чаще. круглого сечения (рис. 193, в), а также объемные резонаторы (рис. 193, г). [c.279]

Метод с коаксиальной линией. Метод измерения с коаксиальной линией можно понять из рис. 194. Метод исиользуется в диапазоне дециметровых волн. Столбик исследуемой жидкости высотой Л находится между внешним (/) и внутренним 2) цилиндрическими проводниками волновода. Проводники волновода в нижней части изолированы друг от друга при помощи уплотнительной втулки 3. Нижняя часть волновода, ограниченная передвижным поршнем 7, является объемным резонатором. [c.280]

Поршень настройки 10 объемного резонатора вращением головки микрометрического винта 11 перемещается вверх или вниз вдоль вертикальной оси резонатора для отыскания точек минимума [c.282]

Способ измерения частот состоит в следующем плавно перемещают поршень настройки объемного резонатора и по показаниям указателя строят диаграмму зависимости напряжения от длины I резонатора, по которой определяют длину волны. Диэлектрическая проницаемость определяется из соотношения [c.282]

Объемный резонатор Объем ячейки 20 мл [c.292]

Спектры ЭПР или ЭСР (электронный спиновый резонанс) изучают с помощью микроволновых спектрометров. Схема одного из таких приборов представлена на рис. 90. Мощность от генератора СВЧ подается по волноводу в объемный резонатор, з который по- [c.189]

Техника эксперимента. В спектроскопии ЭПР используют радиоспектрометры, принципиальная блок-схема к-рых представлена на рис. 6. В серийных приборах частота электромагн. излучения задается постоя ной, а условие резонанса достигается путем изменения напряженности магн. поля. Большинство спектрометров работает на частоте V 9(Ю0 МГц, длина волны 3,2 см, магн. индукция 0,3 Тл. Электромагн. излучение сверхвысокой частоты (СВЧ) от источника К по волноводам В поступает в объемный резонатор Р, содержа- [c.450]

Генератор на отражательном клистроне, функциональная схема которого приведена на рис. 4.4, имеет блоки, аналогичные полупроводниковому СВЧ-генератору. Отражательный клистрон КЛ — это специальная электронно-вакуумная лампа, имеющая катод К с подогревателем ПК, две сетки СВ и СН, соединяемые с объемным резонатором Р, и отражатель ОТ. Блок питания СБП создает необходимые питающие напряжения с помощью трансформатора Тр, выпрямителей В, В и стабилизаторов СО, СК, СН. [c.113]

Объемный резонатор представляет собой металлический цилиндр. Электрические параметры (индуктивность, емкость, сопротивление) в объемном резонаторе распределены по внутренним стбнкам резонансной сферы (цилиндра). Объемный резонатор можно представить -как волновод, закрытый укорачивающими плоскостями, ограничивающими длину резонатора. Объемный резонатор, выполненный из коаксиальной линии, имеющий заканчивающую поверхность в виде круглого поршня, изображен на рис. 193, г. [c.280]

Методы измерений в объемном резонаторе [c.33]

В сантиметровом диапазоне чаще всего используются круглый или прямоугольный объемный резонатор. [c.33]

С другой стороны, методами полного заполнения не могут быть точно измерены и очень малые диэлектрические потери ( tg Это объясняется прежде всего трудностями учета влияния потерь на связь резонатора с внешними цепями. Поэтому методы, в которых объемные резонаторы полностью заполняются диэлектриком, не могут быть применены дпя исследования слабополярных жидкостей на СВЧ. Для этого необходимо использовать более широкодиапазонные (в отношении диэлектрических потерь) методы частичного заполнения. [c.100]

С другой стороны, методами полного заполнерия не могут быть точно измерены и очень малые диэлектрические потери (1 10— ). Это объясняется прежде всего трудностями учета влияния потерь на связь резонатора с внешним цегами. Поэтому методь , в которых объемные резонаторы полностью заполняются диэлектриком, не могут быть применены дпя исследования слабополярных жидкостей на СВЧ. [c.100]

В литературе имеется гри соо цения о создании систем для исследования диэлектрических свойств слабополярных жидкостей, основанных на использовании объемного резонатора с //д -типом колебаний с частичным заполншием жидкостью /32-34/, Однако, на наш взгляд, во всех трех случаях либо конструкция резонатора обладает некоторыми недостатками, либо вывод соотношения для определения величины 10 д" недостаточно строг, [c.100]

Во всех описзанных системах объемный резонатор разАелен диэлектрической пластиной с малыми потерями на две секции (рис.УП.2.1). В одну секцию заливается исследуемая жидкость, в другой, которая [c.102]

Нами созданы три измерительные системы, основанные на использовании закрЬ1Того объемного резонатора проходного типа с -типом колебаний и частичным заполнением его исследуемой жидкостью. Одна система работает на частотах около 10, вторая - около 36, третья - около 50 ГГц. Измершия проводились на трех частотах 9,5 36,1 и 48,5 ГПх. Принципы измерения и конструкции трех систем идштичны. [c.103]

Техника наблюдения сигналов электронного резонанса принципиально ничем не отличается от методов наблюдения сигналов ядерного резонанса при непрерывном воздействии переменного поля. Однако в связи с тем что магнитный момент электрона значительно больше магнитных моментов ядер, поглощение наблюдается при более высоких частотах, лел<ащпх ул<е в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ). Например, при - = 2,0023 (свободный электрон) для получения электронного поглощения в поле с напрял<енностью около 3000 Гс требуется переменное поле с частотой 9000 МГц (трехсантиметровый диапазон). Вследствие этого в спектрометрах для наблюдения электронного резонанса применяется техника сантиметровых или миллиметровых диапазонов. В частности, вместо высокочастотного контура применяется объемный резонатор, в который и помещается исследуемый образец. [c.228]

Метод, с объемным резонатором. Примером устройства с использованием объемного резонатора является схематическая конструкция, изображенная на рис. 195, позволяющая производить измерения в сантиметровом диапазоне волн (/лilO —10" гц). [c.281]

I — СВЧ-генератор 2 — соединительный волновод 3 корпус объемного резонатора 4 — исследуемая жидкость 5 — съемное дно резонатора 6 — поршень настройки детекторной секции 7 — де тектор 3 — усилитель 9 — указатель 10 — поршень настройки объемного ре зонатора // —головка микрометрнче ского винта — полость резонатора 13 — отверстие связи [c.281]

Днэлькометрнческне влагомеры я гигрометры. Их действие основано на сильной зависимости диэлектрич. проии-цаемости в-в (е) от содержания в них влаги это обусловлеио аномально большой воды (81 при 20 °С). Измерение 8 в диапазоне средних частот тока (0,1-30 МГц) сводится к определению емкости С конденсатора, между обкладками (электродами) к-рого помещено исследуемое в-во (С = flE, где С()-емкость незаполненного конденсатора). В диапазоне сверхвысоких частот (30 МГц-300 ГГц) измеряют частоту колебаний объемного резонатора, в к-ром находится влажное в-во. [c.390]

Микроволновый спектрометр состоят из источника излучения (чаще всего клистрона), ячейки с исследуемым в-вом (или ииогда объемного резонатора), детектора (полупроводникового или болометра) и устройства, позволяющего модулировать частоты спектральных линий внешним электрическим Штарка эффект) или магн. полем Зеелиша эффект). Ширина спектральной линии обусловлена гл. обр. эффектом Доплера и соударениями молекул. Чтобы уменьшить роль соударений, эксперимент проводят при низкнх т-рах (200 К) и давлениях газа ( 0,13 Па, 10 мм рт.ст.) или используют мол. пучки, в к-рых практически отсутствуют соударения молекул. Это обусловливает высокую разрешающую способность метода (<в/Аш я 10 -10 ). Погрешности определения частот о, а следовательно, и крайне малы (АВд 10 см , 10 нм), что позволяет установить геом. параметры двухатомных молекул с наивысшей точностью по сравнению с др. методами иосле-дования структуры (в частности, дифракционными). [c.83]

Функциональная схема прибора ПКП-2 приведена на рис. 4.22. Клистронный генератор КГ создает СВЧ-колебания, которые через аттенюатор А возбуждают измерительную линию ИЛ, нагруженную на щелевой преобразователь ЩП. Измерительная линия ИЛ выполнена в виде- четверти круглого кольца прямоугольного сечения и имеет прорезь для перемещения внутри нее емкостного зонда ЕЗ. Щелевой преобразователь ЩП является по существу плавным переходом от волновода измерительной линии ИЛ сечением 3,7X7,2 мм к щели сечением 0,2X4 мм2, обеспечивающей взаимодействие СВЧ-энергин с контролируемым объектом КО. При поднесении его к щелевому- преобразователю ЩП распределение электромагнитного поля вдоль измерительной линии ИЛ изменяется, что позволяет судить о свойствах контролируемого объекта КО. Емкостный зонд ЕЗ нагружен на петлю связи Пи с помощью которой возбуждается объемный резонатор Р в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами 3,7Х7,2Х Х20 мм . С помощью второй петли связи П СВЧ-энергия выводится из резонатора Р и поступает на амплитудный детектор1 АД. Усиление полученного сигнала по мощности осуществляет усилитель постоянного тока У, на выход- которого включен стрелочный прибор — микроамперметр мкА. С емкостным зондом ЕЗ через передаточный механизм ПМ механически связана отсчетная линейка ОЛ отсчетного устройства СУ, на котором нанесена щкала, указывающая смещение зонда или электрическое смещение узла напряженности поля вдоль измерительной линии ИЛ (фаза), и градуировочные графики, показывающие влияние параметров полупроводниковой заготовки или структуры КО. Линейка ОЛ выполнена прозрачной и имеет такие же деления, как и стрелочный микроамперметр М-24. [c.154]

В литературе также описаны [48] экспериментальные методы определения диэлектрической проницаемости и потерь растворов электролитов с помощью объемных резонаторов. Авторы работы [54] помещали исследуемый раствор в стеклянный капилляр, заключенный в объемный Ед р-резонатф со смещением относительно его центра параллельно оси резонатора. Метод заключается в определении резонансной длины волны и изменений этой длины при введении пустого капилляра и капилляра, заполненного раствором. Ширина соответствующих резонансных кривых, полученных при изменении частоты вблизи резонансного значения, измеряются между точками, в которых выходная мощность составляет половину максимального значения. Из этих данных можно рассчитать диэлектрические свойства раствора. Обе серии измерений выполняются с помощью визуальной индикации, включающей использование двухлучевого осциллографа. Этим способом исследован ряд водных 1 1- и 1 2-электролитов до концентраций 2 моль л на частоте 3 ГГц полученные значения диэлектрической проницаемости и потерь находятся в удовлетворительном согласии с данными других исследователей. [c.355]

Однако сравнение волноводной ячейки с объемным резонатором показывает, что при иамершиях поглощения электромагнитной энергии жидкостями с малыми потерями резонатор обладает более высокой чувствительностью, поскольку его эффективная длина, равная L -, значительно больше волноводных ячеек, применяемых на практике /7/. Принимая, например, что добротность резонатора = 10 и длина радиоволны А = 3 см, получим = 104 см = 100 м, что труднодостижимо технически при использовании волноводной ячейки. Поэтому для исследования жидкостей с малыми и средними потерями в диапазоне СВЧ наиболее широко применяются резонансные методы с использованием закрытых объемных резонаторов. [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология