Интерферометр для диагностики плазмы

(51) 4 С 01 В 9/02, С 01 Н 22/00 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ИНТЕРфЕРОМЕТР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИПЛАЗМЫ(57) Изобретение относится к технической физике. По отношению к устройству по основному авт.св. В 434257расширяется диапазон измеряемых значений электронной концентрации плазмы. Сигнал от СВЧ генератора 1, прошедший через развязывающий элемент2, делится дели=елем 3 на опорныйи измерительный, Опорный сигнал,отразившись от отражателя 4, поступа(61) 434257(71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народовавиационный институт им. А.Н.Туполева(56) Авторское свидетельство СССРУ 434257, кл. С 01 В 9/02, 1973. ет на смеситель 5. Измерительный сигнал излучается приемопередающей антенной 6 с поляризующей проволочной решеткой (ППР) 7, проходит черезоплазму 15, отражается от 90 -ного уголкового отражателя (УО) 8, поворачивая плоскость поляризации на 90, попадает на ППР 7, отражается от нее в сторону УО 8. После повторного отражения от УО 8 сигнал проходит через ППР 7, делитель 3 и поступает ,в смеситель 5, где смешивается с опорным сигналом. Результирующий сигнал через усилитель 9 поступает на осциллограф 10. На осциллографе 1 О регистрируется также сигнал-метка рабочей позиции УО 8, поступающий с блока 11 формирования сигналов-меток. Привод 13 периодически поворачивает УО 8 на угол % /2 из первой рабочей позиции в другую. Первая рабочая позиция обеспечивает 4-кратное, а вторая - 2-кратное прохождение зондирующей волны через плазму, что позволяет проводить измерения как на низких, так и на высоких плотностях плазмы. 2 ил.Изобретение относится к технической физике, может быть использовано для СВЧ диагностики интерференционным методом, например, для определения электронной концентрации в плазме и является усовершенствованием изобретения по авт.св. 9 434257.Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых значений электронной концентрации плазмы.На фиг.1 показана структурная электрическая схема интерферометра для диагностики плазмы; на фиг.2оконструкция 90 -ного уголкового отражателя и привода, обеспечивающего его фиксированный поворот вокруг электрической оси.Интерферометр для диагностики плазмы содержит СВЧ генератор 1, развязывающий элемент 2, делитель 3, отражатель 4, смеситель 5, приемо- передающую антенну 6, поляризующуюа проволочную решетку 7, 90 -ный уголковый отражатель 8, усилитель 9, осциллограф 10, блок 11 формирования сигналов-меток, сигнализатор 12 рабочих позиций 90 -ного уголкового отражателя 8, представляющий собой контактную группу, привод 13 и дополнительный осциллограф 14.Интерферометр для диагностики плазмы работает следующим образом.Привод 13 в течение работы поворачивает 90 -ный уголковый отражатель 8 из первой рабочей позиции во вторую и обратно на угол Д при этом угол между ребром 90-ного уголкового отражателя 8 и плоскостью поляризации для первой и второй рабочих позиций составляет соответственно Х- , , где м =1,3, рад, ил . где г =0,1,2,) рад. Сигнал от СВЧ генератора 1 через развязывающий элемент 2 делителем 3 делится на две части (опорный и измерительный сигналы). Опорный сигнал поступает на отражатель 4 и, отразившись от него, попадает на смеситель 5. Измерительный сигнал поступает на приемопередающую антенну 6 с поляризующей проволочной решеткой 7, Вектор электрического поля измерительного сигнала ортогонален к поляризующей проволочной решетке 7, поэтому он проходит сквозь нее без ослабления. При первойорабочей позиции 90 -ного уголкового отражателя 8 измерительный сигнал, пройдя через плазму 15, отражаетсяот 90 -ного уголкового отражателя,разворачивает плоскость поляризациина 90 и попадает на поляризующую .проволочную решетку 7. Благодаря повороту плоскости поляризации вектор электрического поля отраженного сиг 40 венно не выдает сигнала в мет наосциллограф 10. При движении 90-ным уголковым отражателем 8 второй рабочей позиции, когда угол между ребром отражателя и плоскостью поляризации составляет - где=0,1,2, рад. сигнал, излученный приемопередающей антенной 6 и прошедший через поляризующую проволочную решетку 7 и плазмуо15; отражается от 90 -ного уголкового отражателя 8 без поворота плоскости поляризации и проходит поляризующую проволочную решетку 7 без ослабления, попадает на приемопередающую антенну 6, делитель 3 и смеситель 5, где смешивается с опорным сигналом. Результирующий сигнал со смесителя 5 усиливается усилителем 9 и регист 45 50 55 нала оказывается параллельным проволочкам решетки, а следовательно,оон вновь отражается в сторону 90 -но О го уголкового отражателя 8. При вторичном отражении от последнего вектор электрического поля становитсяортогональным проволочкам поляризующей проволочной решетки 7 и сигнал 15 проходит ее без ослабления. Далееизмерительный сигнал через делитель3 поступает в смеситель 5 и смешивается с опорным сигналом. Результирующий сигнал усиливается усилителем 9 20 и регистрируется осциллографом 10.Сигнализатор 12 подает на блок 11формирования сигналов-меток сигнал,осоответствующий занятию 90 -нымуголковым отражателем первой рабочей 25 позиции, когдао =гп , где 1 ==1,3, рад. Соответственно блок11 формирования сигналов-меток выдает сигнал-метку первой рабочей позиции 90 -ного уголкового отражатеЗ 0 ля 8, который регистрируется осциллографом 10. Таким образом производится даигностика плазменного образования при четырехкратном прохождении зондирующего сигнала.35Во время движения 90-ного уголкового отражателя 8 между рабочимипозициями сигнализатор 12 не выдаетсигналов на блок 11 формированиясигналов-меток, который соответст рируется осциллографом 10. Сигнали затор 12 подает на блок 11 формирования сигналов-меток сигнал, соотоветствующий занятию 90 -ным уголковым отражателем 8 второй рабочей поУзиции, когда с( = - н , где =О, 1,2,рад. Соответственно блок 11 формирования сигналов-меток выдает сигнал-метку второй рабочей позиции 90 -ного уголкового отражателя 8 на осциллограф 10.Привод 13 периодически поворачивает 90 -ный уголковый отражатель 8 иэ первой рабочей позиции во вторую и обратно, причем угол с( между ребром 90 -ного уголкового отражателя 8 и плоскостью поляризации для первой и второй рабочей позиций составляет соответственно вп , где 1 =Ч=1,3, рад и - , где=0,1, 2,рад. При этом первая рабочая позиция обеспечивает четырехкратное, а вторая - двухкратное прохождение зондирующей волны через исследуемую плазму 15. Сигнал интерферометра непрерывно регистрируется осциллографом 14. Во время нахождения 90 -ного уголкового отражателя 8 в первой рабочей позиции, когдао= м,где м = =1,3, рад, подвижный контакт 16 сигнализатора 12 соединен с одним из неподвижных контактов 17, 18, 19 и 20, и через шлейф дополнительного осциллографа 14 и резистор 21 течет ток, Таким образом на дополнительном осциллографе 14 записывается сигнал- метка первой рабочей позиции отражателя.фВо время движения 90 -ного уголМового отражателя 8 между рабочими 223028 4позициями подвижный контакт 16 несоединен ни с одним из неподвижныхконтактов 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24и 25 и в цепи регистрации сигналаметки ток отсутствует.Во время нахождения 90 -ного уголкового отражателя во второй рабочейпозиции подвижный контакт 16 соединен с одним из неподвижных контактов 1 О 22, 23, 24 и 25 и через шлейф дополнительно осциллографа 14 и резистор26 течет ток. Таким образом на дополнительном осциллографе 14 записывается сигнал-метка второй рабочей позиции отражателя,Обеспечение в предлагаемом техническом решении четырех- и двухкратного прохождения зондирующей волны через плазменное образование расширяет 20 диапазон измерений плотности плазмы,поскольку фазовый сдвиг зондирующей волны прямо пропорционален плотности плазмы и оптическому пути луча в ней, что позволяет проводить измерение как 25 низких. (четырехкратное прохождение),так и высоких (двухкратное прохождение) плотностей плазмы. Формула изобретения30Интерферометр для диагностики плазмы по авт.св У 434257, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измеренных значений электронной концентрации плазмы, 90 -ный уголковый отражатель установлен с возможностью фиксированного поворота на угол (и /2) г, где и =0,1,2, 3, вокруг электрической оси прие мопередающей антенны.