Датчик теплового радиоизлучения Советский патент 1986 года по МПК G01R29/08 

1

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может использоваться в медицине для диагностики, радиотермографии и др.

Цель изобретения - повышение точ- ности путем увеличения помехозащищенности.

На фиг. 1 приведена конструкция предлагаемого датчика теплового радиизлучения; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 .

Датчик содержит цилиндрический резонатор 1, петлю 2 связи, металлические лепестки 3 и 4, nipin-струк туру 5, две пары продольных проре- зей 6, диэлектрический стакан 7, коаксиальный фидер 8 с центральным проводником 9, управляющий вьюод 10 nipin-структуры 5.

Устройство работает следующим об- разом.

После установки nipin-структуры 5 в зазор между металлическими лепестками 3 и 4 диэлектрическим стаканом настраивают датчик на рабочую длину волны. Датчик теплового радиоизлучения приводится в соприкосновение с биологическим объектом и после подбора амплитуды прямоугольного напряжения на nipin-структуре 5, при ко- торой будет скомпенсировано показание на выходе радиометра, производится отсчет значения температуры. В этом режиме датчик вьтолняет дополнительно функции СВЧ-модулятора радиометра при выполнений условия: температура датчика Т равна температуре Т опорной нагрузки.

Величина емкости Cj nipin-структуры определяется как

S

Сх

W

6% - относительная диэлектрическая проницаемость материа- . ла nipin-структуры 5; S - площадь полупроводника nipin-структуры 5; W - толщина полупроводника.

Подстройка датчика проводится диэлектрическим стаканом 7 на необхо- димую рабочую частоту.

Определяется величина

W

Rr

Ж5

Q

j

Q

5 .

0

5

0

f Я 1

Д.

692

где Rо активное сопротивление nipin-структуры 5 при нулевом И.ПИ отрицательном смещении; (У - удельная проводимость полупроводника.

Таким образом, датчик при нулевом смещении на nipin-структуре 5 имеет ту же добротность на СВЧ, так как щунтирующим действием Н можно пренебречь.

При подаче положительного смещения на nipin-структуру 5 емкость в емкостном зазоре по-прежнему определяется величиной С, а активное . сопротивление вьфажается известной формулой

„ 2bkT ( SI

х -TbTTFgX -r

где 1 - ток прямого смещения.

Величина R, может быть снята экспериментально. Необходимая величина R. обеспечивается выбором режима генератора прямоугольного напряжения таким образом, что температура nipin-структуры 5 устанавливается равной температуре поверхности тела в месте измерения температуры; В этом случае устанавливается необходимое .соотнощение Т Т Выполнение ус- лйвия Т Тд, помимо увеличения точности измерения температуры, приводит к тому, что управляемый датчик теплового радиоизлучения в составе модуляционного радиометра автоматически заменяет функции модулятора СВЧ. Это обуславливает дополнительное увеличение точности измерения, так как уменьщается коэффициент отражения в тракте СВЧ-радиометра (уменьшается рассогласование линии за счет переноса модулятора непосредственно в место, где проводится измерение температуры). Формула изобретения

Датчик теплового ра)з;иоизлучения по авт.св. № 1161882, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем увеличения помехозащищенности, в емкостном зазоре установлена введенная nipin- структура, торцовые поверхности которой контактируют с металлическими лепестками.

фиг. 2

Изобретение относится к технике радиоизмерений. Повышается точность путем увеличения помехозащищенности по отношению к авт.св. № 1161882. Датчшс (д) содержит цилиндрический резонатор 1, петлю 2 связи металлические лепестки 3 и 4 nipin-структуру (с) 5, две пары продольных прорезей 6, диэлектрический стакан 7, коаксиальный фидер 8 с центральным проводником 9, управляющий вывод 10 С 5. После установки С 5 в зазор между металлическими лепестками и диэлектрическим стаканом 7 настраивают Д на рабочую длину волны. Д соприкасается с биологическим объектом и после подбора амплитуды прямоугольного напряжения на С 5 производится отсчет значения температуры. В этом режиме Д выполняет дополнительно функции СВЧ-модулятора радиометра при выполнении условия: температура датчика Та равна температуре опорной нагрузки Т. Это приводит к дополнительному увеличению точности измерения, так как уменьшается коэффициент отражения в тракте СВЧ-радиометраг 2 ил. g (Л 1C ю 00 Од со Фиг.1