Камера для измерения концентрации электронов плазмы и плотности газовых струй Советский патент 1983 года по МПК G01N22/00 

О

а да Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах Известно устройство для измерения параметров плазмы, содержащее СВЧ резонатор, частота которого зависит от параметров введенного в -ег полость электронного пучка tl. Однако устройство не обладает высокой чувствительностью. Наиболее близкой по технической сущности является камера для измер ния концентрации электронов плазмы и плотности газовых струй, содержа щая резонатор в виде отрезка круглого волновода и отрезок прямоугол ного -волновода, свернутый вокруг отрезка круглого во.лноврда и евяза ,ный с ним через отверсяия,. располо женные В общей.широкой стенке отре ка прямоугольного волновода и стен отрезка круглого волновода C2j. I Однако известная камера не обес печивает измерение малых значени й .концентраций электронов плазмы и плотностей.газовых струй из-за малой чувствительности, обусловленной нестабильностью частоты СВЧ генератора и собственной частоты СВЧ резонатора. Цель изобретения - расширение пределов значений измеряемых концентраций электронов плазмы и плотностей газовых- струй. Поставленная цель достигается тем, что в .камеру для измерения концентрации электронов плазмы и плотности газовых струй, содержащую резонатор в виде отрезка круглого волновода и отрезок прямоуголь ного волновода, свернутый вокруг отрезка круглого волновода и свяванный с ним через отверстия, рас-положенные в общей широкой стенке отрезка прямоугольного волновода и стенке отрезка круглрго волново,да, введен дополнительный отрезок прямоугольного волнов.ода, свернутый вокруг отрезка круглого волновода и связанный с HiiM через отве тия, расположенные в общей широкой стенке дополнительного отрезка.. . .прямоугольного волновода и стенке отрезка круглого волновода,, каждый из отрезков прямоугольного ВОЛНОВО да разделен даумя металлическими ::пластинами, установленными диамет рально противоположно, при этом отверстия, расположенные в широкой стенке одного отрезка прямоугольно волновода отстоят друг от друга на {засстоянин, равном Д. /2, а друго на расстгоянии A-g , где - длина волны в отрезке прямоугольного вол новода, соответствующая резонансно частоте резонатора. На фиг.1.приведена конструкция камеры на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1. Камера для измерения концентрации электронов плазмы и плотности газовых струй содержит резонаторв виде отрезка 1 круглого волновода, отрезок 2 прямоугольного волновода, дополнительный отрезок 3 прямоугольного волновода, отверстия 4, расположенные на расстоянии Д. 0 друг от др,уга в общей широкой стенке отрезка 2 прямоугрльного волновода и стенке отрезка 1 круглого волновода, отверстия 5, расположенные на расстоянииДц/2 друг от друга в общей широкой стенке дополнительного отр.езка 3 прямоугольного волновода и стенке отрезка 1 круглого волновода, металлические пластины 6-9, установленные диамет- . рально противоположно в отрезке 2 -и дополнительном отрезке 3 прямоугольного волноводаи делящие их соответственно на два участка - Ю, 11 и 12, 13, а также выводящие волноводы 1417. Диаметр (2а) отрезка 1 круглого волновода должен в несколько раз превышать размер измеряемого ч электронов или газовой струи Диапазон рабочих длин волн Л резонатора та.ков, что -г f длина j резонатора Пары участков 10, 11 и 12, 13 отрезков 2 и 3 прямоугольного волновода образуют системы связи, рассчитанные на возбуждения и прием двух различных типов колебаний. Эти типы колебаний подбираются из спектра собственных частот резонатора по следующим признакам: а)кмеют- близкие или равные частоты; б)одно из них должно характеризоваться азимуггальным индексом , а--, другое - индексом ,Де%акс азимутальный индекс колебания, рав. диальный индекс которого Vi. 1; 2. Частоты различньк типов колебаний В открытых цилиндрических резонаторах (для определенности будем считать их ТМ-колебаниями) определяются по формуле где а - радиус резонатора/ с - скорость света в вакууме; - корень 1Т1-Й функции Бесселя; 1И - собственная частота резона Таким образом, условия, налагаемые на выбираемые типы колебаний, могут быть удовлетворены, если выбрать Ш и И такими, чтобы (например од5-) 77,756 и -77,765, поэтому можно выбрать колебания TMja и . При описанной выше конструкции участок 11 возбуждает преимуществен-;

КАМЕРА ДЛЯ- ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ ПЛАЗМЫ И ПЛОТ-. НОСТИ ГАЗОВЫХ СТРУЙ,.содержащая резонатор в виде отрезка круглого волновода и отрезок прямоугольного волновода, свернутый вокруг отрезка круглого волновода и свяэа нный с ним через отверстия, расположенные в общей широкой стенке отрезка прямоугольного волновода и стенке отрезка круглого волновода, отличающаяся тем, что, с целью расширения пределов значений измеряемых концентраций электронов плазкы и плот ностей газовых струй в области малых значений, в нее введен дополнительный отрезок прямоугольного волновода,, свернутый вокруг отрезка круглого волновода и связанный с ним через отверстия, расположенные в общей широкой стенке дополнительного отрезка прямоугольного волновода и стенке отрезка круглого волновода, каясдый из отрезков прямоугольного волновода разделен двумя металлическими пластинами, установленнь 4:й диаметрально противоположно, при этом . отверстия,, расположенные в широкой | стенке одного отрезка прямоугольного волновода, отстоят друг от друга на расстоянии, равном А-в /2, а другого - на расстоянии Д-в где А-в длина волны в отрезке прямоугольного волновода, соответствующая резон, нансной частоте резонатора.