Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Физическое обоснование применения датчика на основе резонаторного измерительного преобразователя с коаксиальной апертурой

В ранних разработках МСМС широко использовались четвертьволновые коаксиальные резонаторы различной конструкции: чисто коаксиальные (рис. 2.1, а); коаксиальные с коаксиальной апертурой (рис.2.1, б) и с коническим центральным проводником (рис. 2.1, в) Экспериментальная практика свидетельствует, что для реализации метода сканирующей микроскопии необходимо выполнение условия локализации СВЧ поля в образце под острием центрального проводника коаксиальной апертуры. При этом очевидным является условие: (где - длина волны СВЧ колебаний).

а) б) в)

г) д) е)

Рис. 2.1. Схематическое изображение РИП, применяемых в МСМС

В современных работах по МСМС отсутствуют исследования режима взаимодействия РИП с коаксиальной измерительной апертурой с полупроводниковыми и диэлектрическими объектами. Однако такие исследования очень важны в связи с наличием излучающих свойств в данных РИП.

Обычно рассмотрение апертурного взаимодействия РИП с полупроводником или диэлектриком ограничивалось лишь колебательным режимом, без учёта излучательных потерь. В случае открытого коаксиального резонатора этот режим сохраняется только для тонкопленочных объектов, расположенных на экранирующих подложках без зазора.Из теории и практики безэлектродного контроля параметров полупроводниковых материалов известно, что для повышения чувствительности и точности измерительных средств необходимо использовать РИП с исходной добротностью, которая обеспечивает выполнение условия доминирования потерь СВЧ мощности в образце по сравнению с тепловыми потерями в металле стенок. Практически это условие выполняется при собственной добротности РИП более . Однако, в случае РИП КИА для МСМС необходима конкретизация выполнения этого соотношения при заданных значениях и .

Стремление повысить добротность РИП КИА привело к конструкции, изображенной на рис. 2.1, б. РИП является аналогом тороидального резонатора с укорачивающей измерительной емкостью Разновидностью приведенной конструкции является вариант РИП КИА без скачков импеданса, который изображен на рис. 2.1, в.

Известна структура РИП КИА для МСМС на основе прямоугольного резонатора (рис. 2.1, г), которая фактически представляет собой вариант комбинированного РИП с разделением на составные части: высокодобротный объёмный резонатор и измерительная апертура. Это позволяет получить требуемую высокую собственную добротность РИП при сохранении высокой чувствительности к изменению параметров образца. Перспективность такого подхода подтверждена следующими конструкциями (рис. 2.1, д, е). Наиболее приемлемым типом колебания цилиндрического резонатора является тип Е01n , который, в отличие от типа Н01n , оптимально согласуется с коаксиальной апертурой. Волновое сопротивление круглого волновода, резонансная частота и собственная добротность резонатора для типа колебаний Е011 составляют, соответственно : Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме

Исследование эффективности и путей совершенствования алгоритмов регулирования мощности в системах сотовой связи различных стандартов Влияние технологий мобильной̆ связи на нашу жизнь переоценить невозможно. Мобильная связь рассматривается в настоящее время как необходимость, а технологии мобильной̆ свя ...

Генератор гармонических колебаний RC-типа с мощным выходным каскадом Значительный прогресс в развитии многих областей науки и техники обусловлен развитием электроники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не испо ...

Исследование методов организации служебной связи при строительстве волоконно-оптических линий связи Обеспечение массового доступа абонентов к современным телекоммуни-кационным и информационным услугам является одной из важнейших проблем в нашей стране. Актуальность этого вопроса возра ...