Устройство для измерения электрических параметров диэлектриков и полупроводников Советский патент 1974 года по МПК G01R27/26 G01N23/24 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для измерения электрических параметров электромагнитными волналш СВЧ-диапазона.

. Известны устройства для исследования анизотропии диэлектрической проницаемости в непрозрачных ,цля видимого света материалах, в частности анизотропии, вызванной механическими напряжениями содержащие генератор СВЧ-колебаний, передающую антенну круговой поляризации, приемную антенну, регистрирующую часть, включающую детектор, усилитель, индикатор.

Чувствительность указанного устройства определяется степенью круговой поляризации приемной и передающей антенн, направление вращения круговой поляризации которых взаимно противоположно. Если передающая и приемная антенны излучают и воспринимают электромагнитные волны с невысокой степенью круговой поляризации, т.е. обладают некоторой эллиптичностью, то чувствительность устройства ухудшается.

5 Целью изобретения является увеличение чувствительности устройства за счет исключения влияния круговой поляризации используемого излучения, а также повышение точности измерения анизотропии.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительно введена вторая приемная

5 антенна. Прием электромагнитных волн после взаимодействия с образцом осуществляется двумя расположенными вблизи оси просвечивания антеннами со взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации. Выходы приемных антенн подключены соответственно к первому и второму плечам фазового дискриминатора, осуществляющего измерение разности фаз сигналов антенн нулевым метоI дом.

Для записи распределения анизотропии по образцу при его сканировании используется сигнал разбаланса фазового дискриминатора;

Устройство не требует вьгсокой степени круговой поляризации излучениЯ передающей антенны, так как амплитуды ортогональных компонент электромагнитной волны, поляризованной по кругу, без наличия образца в межантенном пространстве выравниваются аттенюаторами, включенными в боковые плечи балансной схемы фазового дискриминатора. Это открывает возможность к использованию эллиптически поляризованных волн и не ухудшает чувствительности устройства к измерению анизотропии. Производя измерения разности фаз сигналов двух антенн без и при наличии образца, можно с большой точностью измерить абсолютную величину анизотр.опии даэлектрической или магнитной проницаемости образца в даино.й точке.Это позволяет с помощьш предлагаемого устройства исследовать новые свойства диэлектриков, полупроводников и ферритов в жллимeтpoвoм и субм:йллиметровом диапазонах длин волн.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Излучение генератора I поступает на передающую антенну 2, излучающую электромагнитные волны с круговой поляризацией, которые после взаимодействия с образцом 3 воспринимаются приемны1 ли антеннами 4 и Ь со взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации. Далее сигналы антенн подаются на плечи а и б Т-образного соединения волноводов 6s с плеча в которого снимают сигнал, поступающий на детектор 7. Перед началом работы сигналы приемных антенн аттенюаторами 8 и 9 уравниваются по амплитуде, а

с помощью фазовращателя 10 фазу нтенны 5 выбирают такой, что на выходе детектора 7 интенсивность сигнала равна 0. При помещении анизотропного образца в межантенное пространство ыежду ортогональкшм компонентами прошедшего электромагнитного излучения возникает дополнительная разность фаз, и с выхода детектора снимают сигнал, характеризующий анизотропию. Дополнительная разность .(..аз, возникшая из-за анизотропии, коьшенсируется фазовращателем 10 так, -что сигнал детектора вновь становится 0. Эта разность фаз, измеряемая фазовращателем, и является количественной мерой анизотропии внутри образца. Для измерения ани

зотропии в данной точке образца : необходимо предварительно повернуть образец вокруг оси просвечивания, добиваясь максимального сигнала разбаланса,а затем произвести компенсацию разности фаз фазовращателем.Для записи распределения анизотропии по образцу его перемещают относительноприемных антен.

ПРЕЩМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для измерения электрических параметров диэлектриков и полупроводников,содержащее генератор СВЧ, пере дающую антенну круговой поляризации,приемную антенну регистрирующую часть отлжчающе е-.с .я,тем,что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в него дополнительно введена вторая приемная антенна,причем плоскости полярйзации обеих приемных антенн взаимноперпендикулярнЫра выходы подключены соответственйо к первому ж второму плечам фазевого диокржммйатора.

гьгьгу 5 Ьбб д W