Способ определения параметров плазмы Советский патент 1975 года по МПК G01N23/24 H05H1/00 

Л/ отраженной волны и зная частоту ю зондн|рую1.цей волны и веллчину ее девиации Лео, можно вычислить величину локальной нлотности Ло для слоя, отстоящего от границы плазмы на расстоянии /о.

Зондируя плазму волнами различных частот, можно построить профиль плотности плазмы. Учитывая, что диэлектрическая проницаемость связана с плотностью соотношениЛ

1, легко найти профиль е, (Л -

Е

л

локал1Я10 значение плотности плазмы, , - критическое значение плотности для зондируемо ii частоты).

Способ можно осуществлять, например, с помощью схемы, представленной на чертеже. Ввиду того, что изменение рабочей частоты можио производить импульсным образом, то измерение изменения фазового сдвига от частоты можно выполнить, нацример, методом сравнения определенного изменения фазового сдвига с калиброванным фазовым сдвигом. В схеме сигнал от генератора 1 СВЧ - колебаиий по прямоугольным волноводам 2 через ферритовый вентиль 3 и регулируемый аттенюатор 4 поступает в плечо Е двойного тройника 5, затем делится и поступает в симметричные плечи тройника. Сигнал, распространяющийся в одном плече, через антенное устройство 6 попадает на плазму с неизменным во времени профилем илотности, отражается от ее критического значения для мгиовенного значения частоты и возвращается на тройник. Сигиал, распространяющийся во втором плече, через регулируемые аттенюатор 7 и фазовращатель 8 иостуиают на фазовый модулятор 9, который нагружен реактивным подвижным по.рщнем 10. Отразивщись от последнего, сигнал также возвращается на тройник. На тройнике сигналы из обоих плеч складываются, затем детектируются детектором 11, усиливаются усилителем 12 и регистрируются осциллографом 13. Схема предварительно настраивается с помощью аттенюатора и фазовращателя таким образом, чтобы сигналы в плечах были одинаковыми, а фазовый сдвиг между

ними был , что обеспечит линейную зависи2

мость фазы от амилитуды. Кроме того, схема должна быть настроена так, чтобы в отсутствие плазмы быстрая перестройка частоты не приводила к разбалансировке системы. С этой целью измерительное и опорное плечо должны иметь одинаковую электрическую длину, 5 для чего в одно из плеч включена выравнивающая линия 14. Далее, если с помощью блока 15 модуляции частоты импульсно изменить частоту в присутствии в измерительном плече плазмы, то система разбалансируется, так как

0 в илече, нагруженном непрозрачной илазмой, фазовый сдвиг изменится и луч осциллографа зарегистрирует изменение амплитуды.

Момент импульсного изменения частоты задается с номощью управляющего устройства

16. Для определения величины изменения фазового сдвига, соответствующего перестройке частоты, предпазначен регулируемый фазовый 1модулятор, установленный в опорном плече. Включение последнего с помощью управляющего устройства с некоторой задержкой но отношению к импульсной перестройке частоты позволит пронзвести сравнения фазового сдвига волны, отраженной от илазменного слоя с калиброванным фазовым сдвигом и таким образом найти искомую величину. В рассматриваемой схеме управление частотой осуществляется через блок питания 17.

Простой расчет показывает, что если рабочая частота сй: 47-10 гц, для которой jVi;p

0 7.|01з см при перестройке частоты Дш со изменение фазового сдвига волны, при отражении ее от плазмы, в которой слой с плотностью ,5 Лпр 3,5-10- см- находится на расстоянии 2 см от границы, равно

5 14°. В общем случае изменение фазового сдви 0

га тем больше, чем меньше .

0

Предмет изобретения

Способ онределеиия параметров плазмы путем зондирования ее электромагнитной волной с частотой, меньшей максимальной нлазменной лснгмюровской частоты и регистрации изменения фазы зондирующей волны, отличающийся тем, что, с целью определения локальной плотности стационарной неоднородной илазмы, модулируют частоту электромагнитной волны и по сдвигу фазы определяют локальную плотность плазмы.

V

bCIIIHl- -