Устройство сигнализации границы раздела сред

(21) 3 (22) 2 (46) 0 92562/24-10 .07.84 ,02.86. Бюл ститут техн Р 5еской механик 1 И ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АН УССР(56) Иггге 1 езз Иог 1 й, ГеЬг.,1980,86, М 0 2, р, 34,Полупроводниковый СВЧ-измерительпараметров диэлектрических материалов. - Тезисы докладов 1 Всесоюзноймежвузовской конференции нОптическиеи радиоволновые методы и средстванеразрушающего контроля материалови изделий", Фергана, 1981, с. 67-70,(54) УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ ГРАНИЦЫРАЗДЕЛА СРЕД(57) Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот и можетбыть использовано для индикации границы раздела сред с различной полнойпроводимостью, для обнаружения скрытых предметов, дЛя определения электрофизических своиств материалов. Цель изобретения - расширение класса контролируемых сред, повышение чувствительности и эксплуатационной надежности. При подаче в полупроводниковый диод 1 рабочего напряжения от источника 6 питания в резонаторе 2 возникает сверхвысокочастотный (СВЧ) сигнал, который поступает на контролируемую границу раздела сред 1-11. В контуре 9 низкой частоты также образуются автоколебания, частота которых в 100 раз ниже частоты СВЧ-колебаний в резонаторе 2. Конденсаторы 8 и 13 предназначены для развязки источника питания от контура и индикатора. При смене положения границы раздела сред изменяется величина СВЧ-нагрузки, приведенная к клеммам полупроводникового диода, изменяется его проводимость, что приводит к изменению частоты колебаний, которые фиксируются частотным детектором 14 и наблюдаются на индикаторе 7. 1 ил.Изобретение относится к радиотех нике сверхвысоких частот и может быть использовано для индикации границы раздела сред с различной полной проводимостью, для обнаружения скрытых предметов, для определения электро- физических свойств материалов и т.д.Цель изобретения - расширение класса контролируемых сред, повышение чувствительности и эксплуатационной надежности. В сверхвысокочастотном генераторе, содержащем СВЧ-резонатор и включенный в него полупроводниковый диод (диод Ганна), подключенный к источнику питания и индикатору, между полупроводниковым диодом и индикатором введены последовательно включенные контур низкой частоты и частотный детектор, частота низкочастотного контура должна быть на два порядка ниже частоты сверхвысокочастотного генератора, а параметры контура низкой частоты и полупроводникового диода связаны соотношением1, Р/С / К кгде 1 - волновое сопротивлениеконтура;К - омическое сопротивлениеконтура;С - отрицательная проводимостьполупроводникового диода,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Полупроводниковый диод 1 установлен в волновом резонаторе 2, образованном отрезком волноводной линии 3 и короткозамыкающим поршнем 4, и через фильтр 5 нижних частот (проходной конденсатор) подключен к источнику б питания. Между полупроводниковым диодом и индикатором 7 включены конденсатор 8 и контур 9 низкой частоты, образованный конденсатором 10, индуктивностью 11 и резонатором 12, образующие совместно с полупроводниковым диодом 1 авто- генератор с частотой генерации на два порядка ниже частоты резонатора 2, конденсатор 13 и частотный детектор 14, Выход сверхвысокочастотного генератора обращен к границе раздела сред 1 и 11 с различающимися параметрами.Устройство работает следующим образом. При подаче на полупроводниковыйдиод 1 рабочего напряжения от источника б питания в резонаторе 2 возникает сверхвысокочастотный сигнал,который поступает на контролируемуюграницу раздела сред 1-11. В контуре 9 низкой частоты также образуютсяавтоколебания, частота которыхв 100 раз ниже частоты сверхвысоко О частотных колебаний в резонаторе 2,Амплитуда сверхвысокочастотных колебаний определяется отрицательнымнаклоном на вольт-амперной характеристике в точке смещения, амплитуда 15 низкочастотных колебаний в контуре 9 - средним значением отрицательного наклона, который выше, чем наклон в точке смещения, Амплитудагармонических низкочастотных коле О баний максимальна при соотношенииуказанных частот 100 - 140. Конденсаторы 8 и 13 предназначены дляразвязки источника питания от контура и индикатора,25 Из анализа схемы на усточивостьгармонических низкочастотных колебаний следует, что устойчивая гечерация в контуре 9 релизуется при соотношении между проводимостью диода Си параметрами контура равном1 ВкР,Р/С / 1 1,где 1" =- --- волновое сопротивлес+с,ние контура;35 С,р и Ск в . соответственно емкости фильтра и контура.При этом частота автоколебанийв контуре 9 определяется выражением4 О т,к(С +С )При смене положения границы раздела сред изменяется величина СВЧ-нагрузки, приведенная к клеммам полупровоцникового диода, изменяется его15 проводимость, что приводит к изменению частоты колебаний, и эти изменения фиксируются частотным детектором 14 и наблюдаются на индикаторе 7.Благодаря большой амплитуде колеба 5 О ний в контуре 9 эти изменения частоты значительны даже при небольшихизменениях величины нагрузки, вызванных сменой положения гранип разделасред.55Формула изобретенияУстройство сигнализации границы раздела сред, содержащее сверхвысокоСоставитель А.МартыновРедактор О.Юрковецкая Техред А.Бойко .Корректор В.Бутяга Заказ 511/52 Тираж 70 б Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3частотный генератор, состоящий из СВЧ-резонатора и включенного в него полупроводникового диода, подключенного к источнику питания и индикатору, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствитель 210069 4ности, расширения класса контролируемых сред и повышенич эксплуатационной надежности, в него введены контур низкой частоты и частотный детектор, включенные последовательно в цепь между полупроводниковым диодом и индикатором,