Спектрометр элетронного парамагнитного резонанса Советский патент 1982 года по МПК G01N24/10 

следовеънин образцов, испытывающих явление парамагнитного насыщения. Цепь изобретения - повьшение чувствительности путем увеличения диапазона регулирования мощности СВЧ в измерительном резонаторе )(при сохранении простоты настройки спектрометра ЭПР в целом, характерной для известного устройства). Поставленная цель достигается тем, что в спектрометр ЭПР, содержа щий гетеродинный и сигнальный генераторы, смесители опорного и сигнал ного каналов, кс лпенсирзющий фазовр щатель, ослабитель мощности, основно фазовращатель гетеродинного канала, циркулятор и измерительный резонато причем выход гетеродинного генерато ра соединен с входом гетеродинного канала смесителя опорного сигнала и входом компенсирующего фазовращател выход которого соединен с входом ге теродинного канала смесителя сигналь ного канала через основной фазовращатель гетеродинного канала, выход сигнального генератора соединен с входом сигнгшьного канала смесите ля опорного сигнала и входом ослаби теля мощности сигнального канала, первый выход основного циркулятора соединен с измерительным резонаторо а второй выход - с входом сигнального канала смесителя сигнального канёша, спектрометр содержит циркул тор, ключ, согласующий трансформато и согласованную нагрузку, причем пе вый вход циркулятора соединен. с ослабителем мощности сигнального гене ратора, второй вход - с последовате льно соединенным ключом, согласующи трансформатором и согласованной нагрузкой, а третий выход - с третьим входом основного циркулятора. На чертеже представлена блоксхема предлагаемого спектрометра ЭПР. Спектрометр содержит гетеродинный генератор 1, сигнальный генератор 2, смеситель 3 опорного канала, смеситель 4 сигнального кансшаг, компенсирующий фазовращатель 5, ослабитель б мощности с плавным регулированием, основной фазовращател 7 гетеродинного канала 4, основной циркулятор 8, измерительный резонатор 9, циркулятор 10, ключ 11, например,на основе р-1тп- диода с злектроуправляемым входом, согласую щий трансформатор 12, например, трехштыревой, согласованную нагрузку 13. Кроме того, циркулятор 10 включен в цепь сигнального канала между сигнальным генератором 2 и из мерительным резонатором 9, в частности так, что его первый вход соединен с выходом ослабителя 6 мощнос ти, а третий выход - с третьим входом основного циркулятора 8 в ка нале измерительного резонатора 9. Последовательно соединенные ключ СВЧ 11, согласующий трансформатор 12 и согласованная нагрузка 13 подключены ко второму входу циркулятора 10. Устройство работает следующим образом. Мощность СВЧ от сигнального генератора 2 поступает через ослабитель б мощности на первый вход циркулятора 10 и направляется им через его второй вход в канал последовательно соединенных злементов ключа СВЧ 11, согласующего тр ансформатора 12 и согласованную нагрузку 13. Отраженная от элементов 11 и 13, мощность поступает в измерительный резонатор 9 аналогично известному устройству. При запертом ключе 11, например, при подаче запирающего тока на вход p-i-пдиода, мощность СВЧ от ослабителя б мощности через циркулятор 10 в измерительный резонатор 9 проходит практически без ослабления. При зтом дополнительные злементы 10-13 изменяют фазу волны СВЧ в сигнальном канале на величину, определяемую электрической длиной СВЧ-цепи в плечах, первого и второго входа, второго входа и третьего выхода циркулятора 10 и удвоенной длины от второго входа циркулятора 10 до сечения запирания ключа 11, Этот дополнительный сдвиг фазы компенсируется известным способом с помощью основного фазовращателя 7 в гетеродинном канале. При открытом ключе 11 мощность СВЧ поступает на согласующий трансФорматор 12 и согласующую нагрузку 13. При зтом часть ее с амплитудой и фазой, определяемой положением регулировочных элементов согласующего трансформатора 12, отражается от него и возвращается через ключ 11 и циркулятор 10 в цепь измерительного резонатора 9, остальная часть СВЧ мощности поглощается в согласованной нагрузке 13. С помощью регулированных злементов согласующего трансформатора 12 устанавливается величина мощности, необходимая для подачи в измерительный резонатор 9, а фаза отраженной волны устьнавливается так, чтобы ее значение в сечении ключа 11 равнялось 27tn (,2,3.. .) . После выполнения указанных операций дальнейшая работа спектрометра аналогична известному устройству. Таким образом, благодаря предлагаемому ранению расширяется диапазон регулирования мощности СВЧ в измерительном резонаторе на величину ослабления мощности, поглощаемой в согласованной нагрузке. При этом обеспечивается характерная для устройства простота зксплуатации, по