Спектрометр электронного парамагнитногоРЕзОНАНСА Советский патент 1981 года по МПК G01N24/10 

(54)

СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонан са (ЭПР) и может использоваться в р диопромьшшениости при изготовлении спектрометров ЭПР. По основному авт. св. № 74В227 известен спектрометр ЭПР, содержащий сигнальный и гетеродинный генераторы сверхвысокой частоты (СЕЧ), циркулятор, фазовращатель и рабочий резонатор СВЧ, смесители и усилители промежуточной части сигнального и опорного каналов, синхронный детектор промежуточной частоты, линию задержки на четверть периода, фазовый и частотный детекторы промежуточной частоты, блоки электронной подстройки сигнального генератора СВЧ и частоты рабочего резонатора, причем к выходу усилителя промежуточной частоты опорного канала подключены совместно вход частотного д тектора, опорный вход синхронного д тектора и через линию згщержки - опорный вход фазового детектора про межуточной частоты, а к выходу усилителя промежуточной частоты сигнал ного канала подключены совместно си нальные входы фазового и синхронног детекторов промежуточной частоты; в хрды частотного и фазового детекторов подключены,соответственно, к блокам электронной подстройки частоты рабочего резонатора и сигнального генератора СВЧ. В спектрометре обеспечивается повышение стабильности при одновременной регистрации сигналов дисперсии и поглощения 1. Однако в известном спектрометре при регулировании мощности СВЧ в измерительнсмл резонаторе с помощью ослабителя мощности сигнального генератора заметно изменяется фаза напряжения в смесителе сигнального канала относительнофазы напряжения в смесителе опорного канала, вследствие неизбежного существенного изменения фазы СВЧ (электрической длины сигнального канала) в процессе регулирования мощности СВЧ волноводным ослабителем., В результате, после каждой операции перестройки мощности СВЧ в резонаторе нарушается работа блоков автоматической подстройки частоты и затрудняется корректная регистрация сигналов ЭПР. Для устранения вносимого ослабителем мощности дополнительного сдвига фазы (изменения электрической Длины) необходима дополнительная операция коррекции фазы СВЧ

в гетеродинном канале с помощью фа зовргицателя, что усложняет процесс настройки спектрометра ЭПР при регуяйровании мощности.

Цель изобретения -упрощение настройки спектрометра ЭПР при регулировании мощности СВЧ в измерительном резонаторе.

Указанная цель достигается тем,что в спектрометр ЭПР дополнительно введе,на диэлектрическая пластина с органом перемещения ее в волноводе, аналогичная по электрической длине пластине-носителю реэистивной пленки ослабителя мощности СВЧ сигнального генератора, причем диэлектрическая, пластина расположена в волноводе между гетеродинным генератором СВЧ и смесителем сигнального канала, а орган управления мощностью СВЧ сигнально,го генератора связан с органом перемещения дополнительной пластины.

Кроме того, диэлектрическая пластинд может быть аналогична пластиненосителю резистивной пленки по форме, размерам и материалу.

На чертеже представлена схема предлагаемого спектрометра.

Спектрометр включает гетеродинный 1 и сигнальный 2 генераторы СВЧ, смесители 3 опорного и 4 сигнального каналов, фазовращатель 5 СВЧ, циркуляTop 6, измерительный резонатор 7, диэлектрическая пластина-носитель 8 резистивной пленки 9 с органом 10 перемещения в волноводе IIf дополнитель ная диэлектрическая пластина 12 с ее органом 13 перемещения в волноводе 14 Пластина 12 близка по электрической длине к пластине-носителю 8, например аналогична по размерам, форме и материалу. Элементы 8-11 образуют регулируемый ослабитель мощности сигнального генератора 2. Орган 10 перемещения ослабителя мощности механически связан общей тягой 15 с органом 13 перемещения пластины 12.

При перемещении с помощью органа 10 пластины-носителя резистивной пленки 9 от боковой стенки волновода 11 к его центру (в область максимального электрического поля СВЧ) с целью ослабления мощности в измерительном резонаторе 7 благодаря наличию общей тяги 15 синхронно перемещается в канале гетеродинного генератора и дополнительная диэлектрическая пластина 12. Поскольку пластины 8 и 12 близки по электрической длине (аналогичны по размерам, форме и материалу) и одновременно перемещаются в волноводах 11 и 14 в местах с близкой структурой электрического поля СВЧ, то и

вносимый каждой из них сдвиг фаз в канал сигнального генератора и канал гетеродинного генератора одинаков, т.е. изменение электрических длин волноводов 11 и 14 одинаково. В результате при регулировании мощности СВЧ в измерительном резонаторе 7 имеет место непрерывная компенсация сдвига фазы в канале сигнального генератора с помощью дополнительного синхронного сдвига фазы в канале гетеродинного генератора, что и обеспечивает сохранение настройки спектрометра ЭПР в широком диапазоне мощностей СВЧ в измерительном резонаторе. Необходимость в дополнительной операции коррекции фазы фазовращателем 5 отпадает, фазовращатель 5 используется лишь для разовой настройки на заданный режим регистрации дисперсии (поглощения) при произвольном значении мощности СВЧ в измерительном резонаторе 7.

Таким образом, в предлагаемом спектрометре ЭПР обеспечивается упрощение его настройки в процессе измерения при различных значениях мощности СВЧ в измерительном резонаторе, что сокращает время эксперимента и повышает точность измерений.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

z: