Способ измерения модуля и фазы коэффициента отражения полупроводниковых и диэлектрических материалов

Способ измерения модуля и фазы коэффициента отражения полупроводниковых и диэлектрических материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТИЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

< >748283 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

t (22) Заявлено 260376 (21) 2338929/18-09 (51)М. Кл.

С 01 и 27/06 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений и открытий

Опубликовано f50780,бюллетень Но 26

Ю) УАК621. 317 (088.8) Дата опубликования описания 150780 (72) Авторы изобретения

В.A. Епишин, В.Д. Бахтин, Г.Х. Ягудин и Г.Е. Дунаевский (71) Заявитель

Харьковский ордена Трудового Красного Знамени

Государственный университет им. A.Ì. Горького (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОДУЛЯ И ФАЗЫ КОЭФФИЦИЕНТА

ОТРАЖЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

МАТЕРИАЛОВ и Р (2сь,+1) -2Kb

Изобретение относится к технике радиоизмерений.

Известен способ измерения модуля и фазы коэффициента отражения полу- проводниковых и диэлектрических материалов путем возбуждения сверхвысокочастотных колебаний в открытом двухзеркальном резонаторе, с внешней стороны одного из зеркал которого, напротив осесимметричного отверстия, размещен исследуемый образец, и из-. мерения коэффициента прохождения указанного резонатора (1) .

Недостатком известного способа является большая продолжительность измерений в связи с раздельным определением различными устройствами модуля и фазы коэффициента отражения, а также в связи с необходимостью применения в процессе измерений эталонных образцов.

Цель изобретения — сокращение времени измерения.

Для этого в способе измерения мо- 25 .дуля и фазы коэффициента отражения полупроводниковых и диэлектрических материалов путем возбуждения сверхвысокочастотных колебаний в открытом двухзеркальном резонаторе, с внешней Зр стороны одного из зеркал которого, напротив осесимметричного отверстия, размещен исследуемый образец, и измерения коэффициента прохождения указанного резонатора, фиксируют два последовательных экстремальйых значения коэффициента прохождения при перемещении исследуемого образца вдоль оси открытого двухзеркального резонатора и соответствующие им расстояния.от исследуембго образца до точки пересечения оси указанного резонатора с поверхностью, совпадающей с мнимой отражающей поверхностью зеркала с осесимметричным отверстиеМ, а модуль и и фазу ц коэфФициента отражения определяют по формулам: или Ц= 2- с(о7(2кб,т;„, ГДе Ап1Щ,и Ан 1 максимальное и минимальное экстремальные значения коэффициента прохождения открытого двухзеркального резонатора, соответственно, т1 -коэффициент полезного действия осесимметричного отверстия, 748283

К - волновое число,Brag иЬ1п- расстояния до исследуемого образца, соответствующие % ax> A, ", С л + целые части чисел, определяемые соответственно выражениями

IKb;oßI ф,. rt(b ;„+ ° I <Л

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего способ..

Устройство содержит открытый двухзеркальный резонатор 1 с зеркалами

2 и 3, генератор 4, калиброванный аттенюатор 5, блок б индикации и регистраторы 7 и 8.

Способ реализуется следующим образом.

Исследуемый образец 9 размещают вплотную с внешней стороны зеркала

3 напротив осесимметричного отверстия 10. Открытый двухзеркальный резонатор 1 запитывают СВЧ энергией от генератора 4 через калиброванный аттенюатор 5 и отверстие 11 связи. С помощью микрометрического винта 12 исследуемый образец 9 удаляют от зеркала 3 и регистратором 7, подключеннйм через блок б индикации R отверстие связи к открытому двухзеркальному резонатору 1, фиксируют первое экстремальное значение показателя прохождения, минимальное А,„;„ или максимальное А „. Затем .последовательно находят второе экстремальное значение, соответственно,.максимальное 4 „или минимальное Ь, „. После этого с помощью калиброванного аттенюатора 5 выставляют на регистраторе 7 то же показание, что и в случае первого экстремума коэффициента прохождения открытого двухзеркального резонатора 1 и определяют ту величину ослабления калиброванного аттенюатора 5, которую дополнительно вводят, если первый экстремум коэффи;,циента прохождения является минимумом, а второй — максимумом, или выводят при обратной последовательности экстремумов. Это ослабление.N,.измеренное в децибеллах, связано с от.ношением максимального экстремального значения А„, „к минимальному значе,нию я,„ ь соотношением А,щ, /Aw> = 10 н/ло

Используя это отношение, по формуле

aNГ „„„,„) .определяют модуль Я коэффициента отражения исследуемого образца 9.

При положении исследуеМого образ ;ца 9, соответствующего экстремальному значению коэффициента прохождения, Ащ „ или А,„;„, с помощью регистратора 8 определяют соответственно расстояние bmgx или Ь„;,„от исследуемого образца 9 до точки пересечения оси открытого двухзеркального резонато15

Формула изобретений оси открытого двухзеркального резонатора и соответствующие им расстояния

З5 от исследуемого образца до точки пе" ресечения оси указанного резонатора с поверхностью, совпадающей с мнимой отражающей поверхностью зеркала с осесимметричныл отверстием, а модуль Й и.фазу % коэффициента отраже40 :ния определяют по формулам:

S0

40 ра 1 с поверхностью, совпадающей с мнимой отражающей поверхностью зер-. кала 3 в зоне осесимметричного отверстия 10.

Используя измереннбе значение

Ь„, и Ь, по формуле

Ф(2 +4)Э-2КЬ или Р=2y

Способ по сравнению с прототипом позволяет сойратить время измерения.

Способ измерений модуля и фазы коэффициента отражения полупроводниковых и диэлектрических материалов путем возбуждения сверхвысокочастотных колебаний в открытом двухзеркальном резонаторе, с внешней стороны одного из зеркал которого, напротив осесимметричного отверстия, размещен исследуемый образец, и измерения коэффициента прохождения указанного резонатора, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерения, фиксируют два последовательных экстремальных значения коэффициента прохождения при перемещении исследуемого образца вдоль и и Р=(Ь,+1)м -2КЬ

q,(ГА „/А, !) йли 4 = 2Q<> — 2К.Ь ;„, где А...,„и

А„, „- максимальное и минимальное— экстремальные значения коэффициента прохождения открытого двухзеркального резонатора соответственно; коэффициент полезного действия осесимметричного отверстия; к ., — волновое число; В ах и Ь |д п - расстояния: до исследуемого образца, соответствУющие Amaxm A In, < .л, +e — целые части чисел, определяемйе соответственно выражениями (КЬ, „ O,8 Ii) /% и (iCb,„+Ô) 4ff.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Виленко Д.И. и др. Измерения модуля и фазы коэффициента отражения полупроводников в миллиметровом диапазоне длин волн. "Известия ВУЗ-.ов", сер. Радиофизика, 1970, т. XIII, 9 3, с. 453- 461 (прототип).

74828.3

Составитель А. Кузнецов

Редактор М. Батанова Техред Ж. Кастелевич Корректор И. Муска

Заказ 4230/32 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4