Устройство для измерения пространственного распределения концентраций плазмы и газовых струй Советский патент 1990 года по МПК G01N22/00 

1

Изобретение относится к технике измерения на сверхвысоких частотах, в частности к уст ройствам, использующим для измерения многоканальные открытые осесимметричные резонаторы для определения нараметров плазмы и газовых струй (при использовании резонатора с большим отношением его диаметра к рабочей длине волны).

Цель изобретения - обеспечение возможности измерения одного импульса плазмы или одного импульса газа. На фиг. 1 приведена конструкция устройства для измерения пространственного распределения концентрации |

плазмы и гаэговых струй; на фиг. 2 - дан разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит резонатор в виде отрезка круглого волновода I, вокруг которого свернуты основные пары отрезков 2,3 и дополнительные пары отрезков 4, 5 прямоугольных волноводов. Отрезки 2,4 прямоугольных волноводов являются возбуждающими (возбуждающие каналы), а отрезки 3,5 пpямovгoльньтx волноводов являются приемными (приемные каналы). На фиг.2 показаны (нозбуждающие) отрезки прямоугольных волноводов. Число возбуждающих отрезков 2,4,6-9 прямоугольных

сл

со 4; со

о

волноводов.равно шести. На .стенке 10 отрезка круглого волновода 1, являющейся также стенкой отрезков прямоугольных волноводов 2,4,6-9 вьшолнены отверстия 11-16 связи.

Каждый возбуждающий канал 17 питается от своего СВЧ-генератора (не показан), соответствующий ему приемный канал 18 нагруже.н на свой приём- -нйк (не показан).

Устройство для измерения пространственного распределения концентрации плазмы и газовых струй работает следующим образом,

. Каждая па.ра отрезков прямоугольных волноводов, например 2,3 с одинаково расположенными отверстиями, например 12.настроена на возбулодение и прием одной моды.

При заполнении резонатора в виде отрезка круглого, волновода I. плазмой или газом резонансные частоты каждой моды смещаются пропорционально средплазмы и газовых струй, вк.пючающее резонатор в виде отрезка круглого волновода, дпух основных па отрезк прямоугольных волноводов, имеющих о щую узкую стенку, располагаемых на окружности с внешней стороны резон тора в виде отрезка круглого волно да и связанных, с ним через отверс

10 тия в их общих широких стенках осн ньк пар отрезков прямоугольных вол водов и стенки отрезка круглого во новода, причем концы основных пар отрезков прямоугольных волноводов

15 корочены и входы имеют фланцы для подключения СВЧ-генератора или прие ника, а отверстия, соединяющие осно ные пары отрезков прямоугольных вол новодов с отрезком круглого волново

20 да в первой основной паре отрезков прямоугольных волноводов, размещены на расстоянии dj, равном g, а во второй основной паре отрезков прямо угольных волноводов на расстоянии.

ней плотности по объему, занимаемому 25 равном - длина волны в

электрическим полем каждой моды. Сдвиг частоты регистрируется извест-- иыми способами, например, по изменению времени появления сигнала в прив отрезке прямоугольного волновода,

о т л ичающееся тем, что, целью обеспечения возможности изме ния одного импульса плазмы или одн

9430 .4

плазмы и газовых струй, вк.пючающее резонатор в виде отрезка круглого волновода, дпух основных па отрезков прямоугольных волноводов, имеющих общую узкую стенку, располагаемых на окружности с внешней стороны резонатора в виде отрезка круглого волновода и связанных, с ним через отверс10 тия в их общих широких стенках основ- ньк пар отрезков прямоугольных волноводов и стенки отрезка круглого волновода, причем концы основных пар отрезков прямоугольных волноводов за15 корочены и входы имеют фланцы для подключения СВЧ-генератора или приемника, а отверстия, соединяющие основные пары отрезков прямоугольных вол- . новодов с отрезком круглого волново20 да в первой основной паре отрезков прямоугольных волноводов, размещены на расстоянии dj, равном g, а во второй основной паре отрезков прямоугольных волноводов на расстоянии.

равном - длина волны в

в отрезке прямоугольного волновода,

о т л ичающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения одного импульса плазмы или одного

Изобретение относится к технике измерения на СВЧ. Цель изобретения - обеспечение возможности измерения . одного импульса плазмы или одного импульса газа. При заполнении резонатора плазмой или газом резонансные частоты каждой моды смещаются пропорционально средней плотности по объему, занимаемому злектрическю полем каждой моды. Сдвиг частоты реализуется по нэмеиенио времени появления сигнала в приемнике при пилообразном свипировании частоты СВЧ-г- ра. Зная набор смещений-ДСО,/CD t (где (Оц- резонансная частота канала; йсо, - частотное смещение резонаторов при наличии электронного пучка или струи в отрезке Г круглого волновода), соответствующих различным модам, с помо- . щью решения обратной задачи восстанавливают ф-цию распределения концентрации электронов (или Газовых струй) по сечеитоо резонатора за один рабочий импульс. 2 ип. м с

емнике при пилообразном свютировании 30 импульса газа, в него введены дополчастоты СВЧ-генератора,

„ йсо;

смещени.и

СО,

(где СО к

частота канала; йСО частотное смещение резонаторов при наличии элект- 5 в дополнительных парах отрезков пря- . ронного пучка или струи в отрезке прямоугольного круглого волновода 1), соответствующих различным модам, с помощью процедуры решения обратной задачи восстанавливают функцию распределения концентрации злектронов (или газовых струй) по сечению резонатора за один рабочий импульс.

моугольных волноводов выбирается рав НЫМ

. ,-V2(l+)B. 40 где К(,2...п) - порядковый номер

дополнительной пары отрезков прямоугольных волноводов;

.Формула изобретения 45

Устройство для измерения, пространственного распределения концентраций

нительно п пар отрезков прямоугольных -волноводов, располагаемых на той же окружности с внешней стороны резонатора, а.расстояние между отверстиями

5 в дополнительных парах отрезков пря- .

45

моугольных волноводов выбирается рав НЫМ

. ,-V2(l+)B. 40 где К(,2...п) - порядковый номер

дополнительной пары отрезков прямоугольных волноводов;

в- длина волны в отрезке прямоугольного волновода.

17

77 16

17

J8