Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Функциональные динамические системы 11
1.1. Физические аспекты развития функциональной электроники (ФЭ) 11
1.2. Прикладные исследования в области создания различных устройств 17
Глава 2. Распространение упругих волн в плазме полупроводников 27
2.1. Дифференциальные уравнения, описывающие распространение упругих волн 27
2.2. Эффект Ганна 30
2.3. Эффект Ганна и элементы его феноменологической теории 32
2.4. Классическая теория динамики домена и отрицательное сопротивление 35
2.5. Расчет импеданса образца с отрицательной дифференциальной проводимостью для случая периодически изменяющейся концентрации носителей 40
2.6. Экспериментальные данные и теоретические оценки по динамике домена в неоднородном образце 50
2.7. Основные уравнения динамики доменов в образцах GaAs с периодической неоднородностью. Численные расчеты и их анализ. 52
2.8. Виды неустойчивостей в структурах с ОДП и методы их анализа54
2.9. Самомодуляция в эффекте Ганна 58
Глава 3. Принцип построения основной конструкции твердотельного генератора СВЧ 61
3.1. Модель генератора СВЧ с распределенными параметрами 61
3.2. Методика расчета АДГ на основе четырехконтурной эквивалентной схемы 63
3.3. Инженерный расчет автогенератора миллиметрового диапазона на диоде Ганна 69
3.4. Экспериментальные исследования автогенератора миллиметрового диапазона на диоде Ганна 78
3.5. Параметрическое возбуждение колебательной системы с электронной перестройкой 83
3.6. Автоколебания в отрезке линии с дискретными активными элементами 91
Глава 4. Резонансные автоколебательные устройства СВЧ 97
4.1. Укороченные уравнения автоколебательной системы 97
4.2. Устойчивость стационарных колебаний 99
4.3. Установление колебаний в резонансных режимах 102
4.4. Укороченные уравнения для неавтономной системы 110
4.5. Приближение малой синхронизации 111
4.6. Шумовая генерация в автогенераторах на диодах Ганна со 115
статическими доменами сильного поля 115
4.7. Две секции автогенератора в прямоугольном волноводе с
индуктивными неоднородностями 117
Глава 5. Синхронизация генераторов на диодах ганна 122
5.1. Влияние нагрузки на выходные характеристики синхронизированных генераторов 122
5.2. Полоса синхронизации СГНН 125
5.3. Области устойчивости 128
5.4. АЧХ СГ с несогласованной нагрузкой 129
5.5. Стохастическая синхронизация в электродинамической системе с диодами Ганна 133
5.6. Электродинамическая модель четырехдиодного СВЧ
генератора 136 Глава 6. Поликристаллические структуры ЖИГ в автогенераторах СВЧ 142
6.1. Экспериментальные исследования 142
6.1.1. Схема построения экспериментальной установки и её работа 143
6.1.2. Методика измерений и обсуждение экспериментальных результатов
6.2. Магнитное управление динамической системой 156
6.3. Автоколебательные системы с двумя степенями свободы 161
6.4. Динамика автогенераторов на диоде Ганна с магнитной перестройкой 169
6.5. Динамика связанных магнитоуправляемых генераторов при внешнем периодическом воздействии 176
6.6. Влияние внешнего периодического воздействия на динамику магнитоуправляемых генераторов 184
Глава 7. Преобразование свч колебаний в электродинамических системах с диэлектриком .190
7.1. Объемный СВЧ резонатор с диэлектрическим заполнением 190
7.2. Плотность газа как один из параметров расхода 197
7.3. Теоретические основы метода измерения плотности 200
7.4. Численные оценки основных эффектов. Требования к основным узлам плотномера
7.4.1. Определение частотного сдвига; требования к резонатору.211
7.4.2. Генераторы СВЧ 213
7.5. Структурные схемы плотномера для определения р и д, 214
7.5.1. Схема с СВЧ генератором с электронной перестройкой частоты для определения рр 214
7.5.2. Схема с непосредственным отсчетом частоты для определения/ ирн 217
7.5.3. Схема с амплитудной модуляцией несущей для определения Рр или рн 218
7.5.4. Схема с частотной модуляцией для определения рн 219
7.6. Экспериментальное исследование многомодовых резонаторов для целей плотнометрии 221
7.7. Электроакустический преобразователь на газе 225
Заключение 228
Литература
- Прикладные исследования в области создания различных устройств
- Расчет импеданса образца с отрицательной дифференциальной проводимостью для случая периодически изменяющейся концентрации носителей
- Методика расчета АДГ на основе четырехконтурной эквивалентной схемы
- Укороченные уравнения для неавтономной системы
Прикладные исследования в области создания различных устройств
Принцип физичности основан на том, что всякой системе присущи физические законы, определяющие внутренние причинно-следственные связи, существование и функционирование. ; Никаких других законов (кроме физических) для объяснения действия систем любой природы (в том числе и живой) не требуется. Принцип моделируемости основан на том, что сложная система представима конечным множеством моделей, каждая из которых отражает определенную грань ее сущности. Этот принцип дает возможность исследовать определенное свойство или группу свойств сложной системы при помощи одной или нескольких упрощенных (узко-ориентированных) моделей. Модель, ориентированная на определенную группу свойств сложной системы, всегда проще самой системы. Создание полной модели для сложной системы невозможно в силу теоремы Тьюринга (модель будет столь же сложна, что и система). Особое место и роль в сложных системах определяет принцип целенаправленности. Под целенаправленностью в системотехнике понимают достижение системой некоторого функционального состояния. При этом система оказывается способной противостоять внешнему воздействию, а также использовать среду и случайные события. Принципы системотехники проявляются в появлении новых тенденций в микроэлектронике при построении моделей больших систем, в связи интегральной и функциональной ее частей. Поскольку эти части не противопоставляются, они должны взаимодействовать, то есть устройства должны иметь достаточно оперативную (скоростную) управляемую внутреннюю связь. Следовательно, элементы связи должны, подобно функциональным устройствам, строиться на внутренних физических свойствах системы, в то же время связь должна быть простой и миниатюрной. Например, представляют интерес ферритовые моно- и поликристаллические структуры и электронные устройства на их основе, управляемые внешним магнитным полем. Функциональные свойства моно- и полиферритов обусловлены возбуждением в них магнитостатических волн (МСВ). Перспективным также является направление в микроэлектронике, связанное с поиском и синтезом новых материалов, пригодных для использования в управляемой связи между элементами.
Примером может служить использование магнитострикционных поликристаллических ферритов (МПФ) в качестве звукопровода в двухканальных регулируемых линиях задержки, что позволяет улучшить стабильность амплитудно-фазовых характеристик и линейность фазовой зависимости от величины управляющего сигнала. МПФ способны изменять свое магнитоупругое состояние под действием внешнего магнитного поля. Эти материалы обладают сильно выраженными нелинейными свойствами: при достаточно малом изменении внешнего магнитного поля в них значительно изменяется эффективный модуль упругости, а, следовательно, скорость звука. Они отличаются низкой стоимостью и малыми акустическими потерями. Изготовление МПФ с повышенной плотностью позволяет значительно снизить затухание на единицу длины на частотах вплоть до 100МГц и расширить область их применения [5,6].
Обычно в качестве звукопровода в твердотельных электроакустических устройствах с регулируемой задержкой используется пьезоактивная среда, например, ниобат лития. Регулирование задержки осуществляется посредством изменения эффективного модуля упругости, т.е. за счет изменения степени поляризации звукопровода [7], либо граничных условий на его поверхности или в объеме [8-11]. Однако, таким устройствам присущ ряд недостатков: малый диапазон регулировки времени задержки, нелинейная зависимость времени задержки от управляющего сигнала, сложность конструкции технологии изготовления. Уравнять их и значительно улучшить характеристики регулируемых линий задержки позволяет использование в качестве звукопровода МПФ. Принцип действия регулируемой ультразвуковой линии задержки на МПФ основан на изменении эффективного модуля упругости материала под действием внешнего магнитного поля. Таким образом, применение МПФ в качестве звукопровода для электроакустических устройств позволяет создать эффективные твердотельные устройства с регулируемым временем задержки, высокой стабильностью и линейностью фазовой характеристики.
Другим примером использования физических свойств поликристаллических сред (ПС) в устройствах функциональной электроники является их применение в многомодовых колебательных системах с управляемыми связями между модами в качестве волноведущей среды [10,11]. В работах [8-11] проводится анализ физических свойств подобных сред, установлено существование дополнительных резонансов с эквивалентными интерференционными картинами полей при нормальной намагниченности пластин и в широком интервале мощности сигнала накачки. ПС используются для управления колебаниями связанных автогенераторов на твердотельных активных элементах [10]. В подобных нелинейных средах возможна ситуация, когда возбуждены и вовлечены во взаимодействие одновременно многие некогерентные колебательные степени свободы, причем распределение энергии по указанным колебаниям не характеризует систему как близкую к состоянию термодинамического равновесия.
Такие ситуации, требующие для своего описания новых подходов, не сводимых к традиционным методам статистической физики, можно условно объединить под понятием волновая турбулентность. Если при этом фазы отдельных волн можно считать статистически независимыми, то физические принципы функциональной электроники на макроскопическом уровне в дальнейшем позволят более обосновано сформулировать подходы к функциональной электронике на микроуровне и перейти к созданию функциональных устройств на основе конструирования твердотельной среды, в том числе на основе волновой турбулентности и самоорганизации. Твердотельные функциональные устройства на основе самоорганизации позволяют осуществить расширения процессорного действия вследствие распределенного микроскопического характера преобразований в физических полях среды и углубить интеграцию элементов информационной системы, поскольку прием, кодирование, запись и распознавание происходят на одних и тех же микрокомпонентах среды. Под самоорганизацией подразумевается самопроизвольное возникновение структур - пространственных, временных или пространственно-временных - путем захвата и усиления флуктуации в процессах кооперативного энергомассообмена в открытых системах. Такие системы обработки информации на кооперативных явлениях, связанные со свойствами структурной активности вещества, способны к распознаванию образов и формированию обобщенных реакций на группы однородных воздействий, т.е. к генерированию псевдо-аморфных структур. Развитие теоретического аппарата описания преобразований на кооперативных явлениях и техническое освоение самоорганизующихся сред создает благоприятные предпосылки для физического моделирования функций познавательной активности неравновесных кооперативных систем [5]. Исследования проводятся по следующим основным направлениям: материаловедение самоорганизующихся сред, функциональные преобразования на основе взаимодействия динамических структур в самоорганизующихся средах, функциональные синергетические устройства и элементы для систем с искусственным интеллектом - физическое моделирование в самоорганизующихся средах [12-19].
Расчет импеданса образца с отрицательной дифференциальной проводимостью для случая периодически изменяющейся концентрации носителей
Если к однородному образцу GaAs приложить достаточно сильное электрическое поле, в нем возникнет спонтанное колебание тока [21-31]. В серии экспериментов [31] Ганн показал, что, несмотря на исходную однородность физических свойств образцов, в нем появляется внутренняя неоднородность, выражающаяся в том, что локальная область сильного поля периодически движется через образец в направлении дрейфа электронов. Эта область получила название домена Ганна. Приборы, работающие в присутствии домена, называются диодами или генераторами Ганна. Существенного увеличения к.п.д. генераторов на диоде Ганна и расширения их частотного диапазона можно добиться при работе диода в настраиваемой LCR - цепи [28]. Форма колебаний СВЧ поля и СВЧ тока определяется типом СВЧ цепи, в которой работает диод.
Объемное отрицательное сопротивление, возникающее при эффекте Ганна, может быть использовано не только для генерации, но и для усиления СВЧ колебаний. Из теории передающих линий известно [30], что от конца линии, которая имеет импеданс Z0 и нагружена на сопротивление R, отражается доля мощности [(Z0+R)/(Z0-R)] . Другими словами, отраженная мощность больше, чем мощность, поступающая в линию. Изменяя импеданс прибора до значения, близкого к характеристическому импедансу передающей линии, можно получить высокое значение коэффициента усиления по мощности. Очевидно, что для стабильного усиления необходимо, чтобы импеданс прибора поддерживался строго постоянным. При близких значениях R и Z0 даже малые изменения R обусловят сильное изменение коэффициента усиления мощности.
Существуют большие трудности, связанные с использованием ганновских приборов при больших уровнях СВЧ мощности. Одна из основных трудностей - это малый импеданс такого прибора по сравнению с импедансом передающей линии. Если пытаться уменьшать импеданс передающей линии или применять согласующие устройства, то это приведет к значительным потерям. Следовательно, нужно искать пути увеличения импеданса прибора, для этого, не меняя ток, повысить уровень СВЧ напряжения. К этому может привести наличие в данном ганновском образце не одного, а нескольких доменов.
Увеличение длины образца приведет к уменьшению его емкости, т.е. к возможности лучшего согласования с внешней цепью. Кроме того, это приведет к увеличению мощности для генераторов и коэффициента усиления для усилителей. Но увеличение длины для генераторов пролетного типа приведет к значительному понижению частоты генерации, а также к возможному пробою за счет нарастания единственного домена. Усилитель будет обладать низким к.п.д. из-за большой разницы между пролетной и усиливаемой частотами. Существуют генераторы, работающие на частотах гораздо больше пролетной с большим к.п.д. и мощностью (режим Ограничения Накопления Объемного Заряда - ОНОЗ), но к этим генераторам предъявляют высокие требования: высокая степень однородности образца и специальные приемы введения в режим ОНОЗ, которые очень трудоемки [28]. Актуально создать прибор пролетного типа в многодоменном режиме [30]. Однако, много доменный режим в обычных образцах неустойчив, поэтому естественнее создать искусственные неоднородности в образце. Создание таких неоднородностей должно привести к устойчивому многодоменному режиму. Неоднородность создается за счет периодического изменения концентрации примесей. а) Рассмотрим вопрос, связанный с возникновением отрицательного сопротивления в однородном образце GaAs [28]. Ганн обнаружил, что если к образцу GaAs приложить постоянное поле Е0, то будут наблюдаться колебания тока, протекающего через образец. Было установлено, что период колебаний Т0 « L/Vg, где L - длина образца; vg - дрейфовая скорость электронов.
Оказалось, что при Е Ер в GaAs возникает область сильного электрического поля (домен), которая перемещается от катода к аноду. Также было установлено, что при формировании домена ток падает, а при исчезновении возрастает. Размеры домена 1/10 длины образца.
Качественное объяснение эффекта Ганна было дано Ридли и Уоткинсом на основе механизма междолинного перехода электронов. Они предсказали возможность отрицательного дифференциального сопротивления (ОДС) у однородного полупроводника, если структура зоны проводимости двухдолинная (рис.2.2). п0 = Пі + п2 - общее число электронов в зоне проводимости. При є А все электроны могут перейти в верхнюю долину, где их эффективная масса т 2 » т] ,/77, — эффективная масса электронов в нижней долине при є Д.
Будем считать, что при є А все электроны в нижней долине, а при є А в верхней. Это предположение упростит рассмотрение эффекта. Следовательно, в слабом электрическом поле все электроны находятся в нижней долине и средняя дрейфовая скорость электронов будет v = JLLJE, где Е - приложенное электрическое поле, щ - подвижность электронов с эффективной массой т , плотность тока, протекающего через образец, j = qnQjn1E.
Методика расчета АДГ на основе четырехконтурной эквивалентной схемы
Для квазисинусоидальных процессов, которые возможны при слабой нелинейности и сильной дисперсии, требования квазираспределенности излишни. Следует учесть, что волновые режимы наших устройств с дискретным включением активных элементов аналогичны режимам распределенных систем.
Пусть наш генератор состоит из отрезков длины / волновода с волновым сопротивлением Zc и постоянной распределения у (рис.3.21) с включенными в промежутках активных приборов, тогда напряжение и ток на входе линейных участков связаны соотношением (3.39) с соотношениями на выходе: U(l, t) = ch(j4p(0, t) + Zcsh(ri)l(0, t\ (3.42) gUn(0,t), JHJl(Un) —- линейная и нелинейная составляющие тока диода. Из соотношений (3.41) и (3.42) можно стандартным образом [48] прийти к системе уравнений для связанных нормальных волн в нашей периодической волнообразующей структуре с дискретным включением [49]: если нелинейность отсутствует, т.е. JHJl=0, то независимое распространение встречных плавно модулированных нормальных волн можно представить в виде:
Слабая нелинейность (g«l) приведет к малым изменениям несущей, что будет проявляться в малых добавках к решениям (3.43) и плавной модуляции огибающей, описываемой малыми поправками. Малые поправки определяются по стандартной схеме асимптотических методов теории нелинейных колебаний [50].
В случае наших модельных представлений волнового автогенератора с дисперсией, процессы в котором представляют собой взаимодействие встречных квазисинусоидальных волн [51,52]. Уравнения первого приближения будут иметь вид, с учетом зависимости мгновенного тока диода от напряжения в рабочем диапазоне частот в виде выражения — j = -gu(l-aU2):
Полученное уравнение (3.45) отличается от своего квазираспределенного аналога [4,5] заменой дифференциального оператора по координате на разностный. Поскольку Zcg«l, то отличие разностного оператора от дифференциального проявляются в высших приближениях, что позволяет при слабой нелинейности нарушения условия квазираспределенности не менять вида укороченных уравнений первого приближения для встречных квазимонохроматичных волн и использовать при расчетах автогенераторов с дискретными включениями диодов результаты для квазираспределенных систем. Глава 4. Резонансные автоколебательные устройства СВЧ.
Генератор на эффекте Ганна с резонансной нагрузкой является колебательной системой с распределенными параметрами, если резонансной нагрузкой будет микрополосная линия или объемный резонатор [68]. Пусть резонатор имеет высокую добротность Q на основной частоте Д его можно заменить эквивалентным контуром с одной степенью свободы и с сосредоточенными параметрами LRC. В этом случае генератор можно представить в виде активного элемента, соединенного параллельно с линейной колебательной системой и находящегося под напряжением U.
Процессы, протекающие в таком генераторе, описываются дифференциальным уравнением вида [1,2]: U(t)+ єПй{{)+ n2u(t)= i(t), (4Л) где 1(f) — ток, возбуждаемый активным элементом; є — параметр малости, равный обратной величине добротности резонатора є = — «7. Уравнение (4.1) записано с учетом первого порядка малости относительно є. Если ток /(/) содержит одну компоненту со, близкую к основной частоте резонатора Д а добротность колебательной системы велика период значительно меньше запасенной энергии, требования вытекают из применимости метода медленно меняющихся амплитуд. После подстановки (4.2) в (4.1) и выполнения ряда стандартных операций по укорочению полимерных уравнений получим следующие укороченные уравнения для амплитуды и фазы колебаний в рассматриваемой системе на основной частоте о:
При нарушении условия (4.8) режим задержанного домена прекращается и происходит переход в другой режим генерации. Устойчивые значения стационарных амплитуд показаны на рис.4.1 сплошными линиями (кривые 1, 2, 3).
Зависимость амплитуды колебаний от угла пролета при разных напряжениях Из графиков видно, что при /3=1 все значения амплитуды устойчивы и генератор перестраивается в интервале частот, определяемых углами пролета л а т 2ж. С ростом напряжения интервал рабочих частот, в котором режим задержки домена остается устойчивым, сужаются кривые (2) и (3). При перестройке генератора в сторону более низких частот, кривая (3) (/?=1.5), амплитуда сначала плавно изменяется и при угле пролета сот соответствующем точке N условие устойчивости нарушается и происходит скачок амплитуды, связанный с переходом в ганновский режим генерации — точка N . Поскольку частота резонатора отличается от ганновской частоты Fh то режим задержки домена переходит в ганновский режим с расстройкой по частоте — кривая Fj. Этот переход показан на рис.4.1 стрелкой.
Нарушения условия (4.8) в общем случае может быть вызвано изменением напряжения питания, расстройкой генератора или изменением нагрузки. Такой переход связан со скачком частоты и амплитуды, если амплитуда А становится больше (U-Us), что домен гаснет и не достигает анода, а режим задержки домена переходит в режим гашения домена (см. приложение 1). При рассмотрении устойчивости стационарных колебаний в режиме гашения домена ограничимся областью частот F«Fsp (т «7) и случаем, когда Us&Un. Очевидно, что режим гашения домена прекращается при больших напряжениях питания. Устойчивость зависит также от частоты и времени формирования домена. Таким образом, устойчивость нарушается не только при изменении напряжения и нагрузки, но и при перестройке генератора в область частот, близких к граничной частоте Fzp. При нарушении устойчивости происходит переход, сопровождающийся скачком амплитуды и частоты. Например, при переходе в ганновский режим частота изменяется от F»Fe до
После включения генератора, напряжение на резонансной нагрузке изменяется по закону U(t)=A(t)cos{(ot-(p(t)), где нарастание с временем амплитуды A{t) и фазы (p{i) определяется укороченными уравнениями (4.3) и (4.4). Характер установления колебаний для малых амплитуд, при напряжении близком к порогу можно получить, если воспользоваться аппроксимацией проводимости G-полиномом второй степени: С = Оа{и,сотУ\\-уА2], (4-9) где Ga(U,a)T,T) — представляет собой активную составляющую проводимости образца при малых амплитудах переменного напряжения, когда зависит от режима генерации, параметров образца и приложенного напряжения. Аппроксимация (4.9) показана на рис.4.2 для режима задержанного домена и на рис.4.3 для режима гашения домена (пунктирная линия). Максимальные расхождения между аппроксимацией и расчетным значением не превышает 20%. Используя (4.9) решение уравнения (4.3) приводит к следующему закону установление колебаний:
Укороченные уравнения для неавтономной системы
Известно [1], что поликристаллические материалы представляют собой конгломераты маленьких кристалликов (зерен или кристалликов) с размерами порядка 10"4-И0"3 см. Эти кристаллики имеют различную, обычно неправильную форму, между ними находятся пустоты (поры) также различной формы, занимающие часто значительную долю (до 20%, а иногда и более) всего объёма. СВЧ свойства поликристалла определяются тензором восприимчивости х. Для определения х существуют те или иные модели, согласно которым можно в первом приближении описать явления, происходящие при магнитных колебаниях в поликристалле.
Исследование вопроса о влиянии пористости на ферромагнитный резонанс в поликристаллических ферритах осложняется ещё и тем обстоятельством, что величина и характер пористости влияют на условие применимости к поликристаллу той или иной модели, учитывающей влияние анизотропии. А именно, к поликристаллу с большой пористостью лучше применима модель независимых зерен, а к плотному поликристаллу - модель сильносвязанных зерен.
Таким образом, получение точного решения для поликристаллических структур сложно или даже невозможно. В связи с этим представляет интерес экспериментальное исследование распространения электромагнитных волн в таких веществах.
Схема построения экспериментальной установки и её работа Для экспериментального исследования распространения электромагнитных волн в поликристаллических ферритовых пластинах была разработана и изготовлена установка зондовых измерений. В основу её работы положен принцип анализа интерференционной картины поля, возникающей в результате суперпозиции нескольких волн распространяющихся в исследуемом образце.
Блок-схема экспериментальной установки приведена на рис.6.1. На рис.6.2 показан зонд с установленным на нём образцом [108, 109].
Зонд состоит из двух антенн, одна из которых выполняет роль излучающей, а другая приёмной. Эти антенны представляют собой короткозамкнутую микрополосковую линию, выполненную на поликоровой подложке. Приёмная антенна может перемещаться по одной из координат относительно излучающей антенны. Перемещение осуществляется за счёт реверсивного двигателя РД 09.
На зонд устанавливается исследуемая поликристаллическая ферритовая пластина. Пластина вырезалась определенных размеров и предварительно тщательно полировалась. При обработке пластин принимались специальные меры, предотвращающие их нежелательный перегрев. Последнее связано с тем, что ионы химических элементов, из которых состоит феррит, необратимо изменяют свои положения в кристаллической решетке при нагреве и охлаждении, что является одной из причин изменения чувствительности магнитных свойств ферритов.
Зонд с образцом помещался в подмагничивающее поле, создаваемое электромагнитом, направленное по нормали к поверхности пластины [67].
В основу построения структурной схемы измерителя КСВН и ослабления положен принцип раздельного выделения и непосредственного детектирования сигналов падающей и отраженной волн. Способ раздельного выделения падающей и отраженной волн заключается в следующем. I ng— 1 Рис.6.1. Блок-схема экспериментальной установки. 1 - ГКЧ; 2 - индикатор КСВН и ослабления; 3 - блок питания реверсивного двигателя; 4 - блок питания электромагнита; 5 - самописец; 6 электромагниты с полюсными наконечниками; 7 - реверсивный двигатель; 8 - направленный ответвитель; 9 - зонд с исследуемым образцом.
Сигнал, пропорциональный мощности, падающей на излучающую антенну, выделяется направленным ответвителем падающей волны. Сигнал, от излучающей антенны улавливается приёмной антенной. На определенных частотах он возбуждает волну в образце, которая также воспринимается приемной антенной и выделяется направленным ответвителем отраженной волны.
СВЧ сигнал, поступающий на исследуемый образец, промодулирован частотой 100 кГц. Ввиду этого, на выходах детекторов, детектирующих сигналы, пропорциональные мощности отраженной и падающей волн, имеется напряжение частотой 100 кГц. Эти напряжения используются в индикаторе для определения измеряемой величины.
Из принципа работы всего комплекта следует, что в индикаторе должно осуществляться усиление напряжений падающей и отраженной волн (на частоте модуляций СВЧ сигнала), деление их, детектирование, визуальная индикация на экране электронно-лучевой трубки. Кроме того, в индикаторе имеются схемы, обеспечивающие выдачу управляющих сигналов на самописец.
Таким образом, можно наблюдать и фиксировать пространственное распределение электромагнитных волн в поликристаллическом ферритовом образце при данном подмагничивающем поле и данной частоте ГКЧ. Далее, изменяя частоту и не меняя поле, фиксируем новую картину. Исследования проводились в диапазоне частот от 2 до 7 ГГц, а подмагничивающих полей -от 2000 до 3200 Гс. Получаем набор картин (см. рис.6.3-6.8) для образца с размерами: длина 17,6 мм, ширина- 4,25 мм, толщина - 0,5 мм.
Имея информацию о распределении электромагнитных волн, можно, измерив расстояние между минимумами равное Я , определить длину волны Яист. в образце. Для этого необходимо Я умножить на некоторый пересчётный множитель, который учитывается, исходя из следующих соображений [84, 85].
