Полупроводниковые СВЧ-автодины с нагрузкой, изменяющейся в широком диапазоне значений, и их использование в схемах СВЧ-интерферометров
Достоверность полученных теоретических результатов обеспечивается достаточной строгостью используемых математических моделей, корректностью упрощающих допущений, сходимостью вычислительных процессов к искомым решениям, соответствием результатов расчета эксперименту. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена применением стандартной измерительной аппаратуры, обработкой… Читать ещё >
Содержание
- 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ВИБРАЦИЙ С ПОМОЩЬЮ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СВЧ-ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ
- 1. 1. Детекторный эффект в СВЧ-устройствах на диодах Ганна
- 1. 2. Мостовые методы измерения параметров материалов
- 1. 3. Радиоволновые измерители параметров вибраций малых амплитуд
- 1. 3. 1. Измерения амплитуды вибраций осесимметричных объектов
- 1. 3. 2. Радиоволновые дистанционные измерители вибраций
- 2. 1. Формирование спектра продетектированного сигнала СВЧ-генератора в мостовой схеме
- 2. 2. Преобразование спектра при периодическом движении внешнего отражателя .-.'
- 2. 3. Результаты экспериментальных исследований
- 2. 4. Измерение характеристик вибраций с помощью автодинного генератора на диоде Ганна
- 2. 5. Результаты экспериментальных исследований
- 3. 1. Комплексная магнитная проницаемость магнитной жидкости в СВЧ диапазоне
- 3. 2. Исследования взаимодействия электромагнитного излучения с магнитными жидкостями и возможности определения свойств и параметров магнитных жидкостей
- 3. 2. 1. Исследование свойств магнитной жидкости по дисперсии динамической магнитной восприимчивости
- 3. 2. 2. Исследование взаимодействия СВЧ-излучения с магнитной жидкостью в условиях ферромагнитного резонанса
- 3. 3. Исследование влияния температуры на коэффициент отражения СВЧ-излучения от слоя магнитной жидкости, заполняющей поперечное сечение волновода
- 3. 3. 1. Определение параметров магнитной жидкости по результатам измерения частотной зависимости коэффициента отражения СВЧ-излучения
- 3. 3. 2. Схема эксперимента по исследованию температурной зависимости коэффициента отражения СВЧ-излучения от слоя магнитной жидкости
4. ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОВОЛНОВОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА НА БАЗЕ АВТОДИННОГО СВЧ-ГЕНЕРАТОРА НА ДИОДЕ ГАННА И ДЛЯ КОНТРОЛЯ БИОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА, СВЯЗАННЫЕ С ДЫХАНИЕМ И СЕРДЦЕБИЕНИЕМ.
4.1. Теоретическое обоснование методики измерений.
4.1. Контроль биометрических параметров, характеризующих движение тела человека с помощью методов радиоволнового зондирования.
Список литературы
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В. Физика работы полупроводниковых приборов в схемах СВЧ. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1999. 376 с.
- Коган И.М., Тамарчак Д. Я., Хотунцев Ю. Л. Автодины // Итоги науки и техники. Сер. Радиотехника. 1984. Т. 33. С. 3−175.
- Хотунцев Ю.Л., Тамарчак Д. Я. Синхронизированные генераторы и автодины на полупроводниковых приборах. Москва. Радио и связь, 1982. С. 240.
- Воторопин С.Д., Носков В. Я. Сигналы автодинов КВЧ-диапазона длин волн при контроле параметров подвижных объектов // Изв. Вузов. Физика. 2002. № 7. С.54−60.
- Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В. Полупроводниковые радиочастотные и оптические автодины // Научные известия Сумгаитского государственного университета. 2002. Т. 2. № 1. С. 7−9.
- А.с. № 1 585 692 SU. Способ измерения амплитуды вибраций осесимметричных объектов /Д.А. Усанов, А. В. Скрипаль, В. Е. Орлов, В. К. Гришин и др. Опуб. 15.08.90. Бюл. № 30.
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В., Калинкин М. Ю. Восстановление формы сложного движения объекта по сигналу автодинного детектирования полупроводникового лазера//ЖТФ. 2000. Т.70. Вып.2. С.125−129.
- П.Усанов Д. А., Скрипаль A.B., Вагарин В. А., Васильев М. Р. Оптические гомодинные методы измерений // Зарубежная радиоэлектроника. 1995. N6. С.43−48.
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В. Измерение нанометровых вибраций полупроводниковым лазером на квантоворазмерных структурах, работающим в автодинном режиме // Письма в ЖТФ. 2003. № 9. С.51−57.
- Алахов Е.К. Прибор на отражательном клистроне в автодинном режиме на волне 3.2 см для измерений круговых диаграмм вторичного излучения // Изв. вузов-Приборостроение. 1961 № 2. С. 10−13.
- Терещенко А.Ф. Автодинный генератор на магнетроне // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общетехническая. 1963. № 30. С. 83−91.
- Терещенко А.Ф. О чувствительности автодинных СВЧ-генераторов // Электронная техника. Сер. 1 Электроника СВЧ. 1969. № 1. С. 93−96.
- Absolute load detection with microwave Gunn oscillators / Partaind L.D., Coon W.A., Huang H.F., Goodrich L.C. // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1967. Vol. 14, № 10. P. 656−670.
- Трухан Э. M., Дерябкин В. H., Скачков М. П. Простой метод регистрации фотопроводимости на сверхвысокой частоте // ПТЭ. 1976. № 3 С. 227−229.
- Усанов Д. А., Посадский В. Н., Буренин П. В. и др. Детекторный эффект в усилителях на диодах с переносом электронов // Радиотехника и электроника. 1977. Т. 22, № 5. С. 1085−1086.
- А.С. 1 161 898 СССР, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов/Д. А. Усанов, А. Ю. Вагарин, Б. Н. Коротин. № 3 584 535/25- Заявл. 22.04.83- Опубл. 15.06.85- Бюл. № 22.
- Nugren Т., Sjolung A. Doppler radar with self-detecting diode oscillators // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1974. Vol. 22. № 5. P. 494−498.
- Tefford R. A., Howes M.T. Modulation schemes in low-cost microwave field sensors // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1983. Vol. 31, № 8. P. 613— 628.
- Туманов Б.Н., Закарлюк Ц. М. Импульсно-доплеровская автодинная система на диоде Ганна // Радиофизика и исследование свойств вещества. Омск: ОГПИ, 1985. С.41−46.
- Усанов Д. А., Орлов В. Е., Коротин Б. Н. Быстродействующий амплитудный СВЧ-модулятор в системе передачи сигнала с импульсно-кодовой модуляцией // Тез. докл. 10-й Всесоюз. науч. конф. «Электроника сверхвысоких частот». Минск, 1983. Т. 1. С. 40−41.
- Полупроводниковые приборы в схемах СВЧ/Под ред. М. Хауэса, Д. Моргана- Пер. с англ, под ред. В. С. Эткина. М.: Мир, 1979. 444с.
- Каганов В. И. СВЧ полупроводниковые передатчики. М.: Радио и связь, 1981.400 с.
- Tang D. D., Lornax R. J. Bias-tuning and modulation characteristics of transferred-electron oscillators // IEEE Trans. Electron Dev. 1975. Vol. MTT-23, № 9. P. 748−753.
- Усанов Д. А., Посадский В. H., Буренин П. В. и др. Детекторный эффект в усилителях на диодах с переносом электронов//Радиотехника и электроника. 1977. Т. 22, № 5. С. 1085−1086.
- Йеппесен, Йеппссон, Йендруп. Арсенид-галлиевые диоды с переносом электронов, обладающие отрицательной проводимостью в широкой полосе частот//ТИИЭР. 1975. Т. 63, № 9. С. 114−115.
- Perlman В. S., Upadhyayula С. L., Siekanowicz W. W. Microwave properties and applications of negative conductance transferred electron devices// Proc. IEEE. 1971. Vol.59, № 8. P. 1229−1237.
- Perlman B. S. Microwave amplification using transferred-electron devices in prototype filter equalization networks // RCA Rev. 1971. Vol.32, № 1. P. 323.
- Широкополосный усилитель 3 см диапазона длин волн на диоде с переносом электронов/Д. А. Усанов, В. Н. Посадский, П. В. Буренин, С. С. Горбатов // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1975. Т.26, № 8. С.98−100.
- Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Эффект автодинного детектирования в генераторах на диодах Ганна и его использование для контроля толщины и диэлектрической проницаемости материалов // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1987. Т. 30, № 10. С. 76−77.
- Использование эффекта автодинвого детектирования в полупроводниковых СВЧ-генераторах для создания устройств радиоволнового контроля/Д. А. Усанов, В. Д. Тупикин, А. В. Скрипаль, Б. Н. Коротин //Дефектоскопия. 1995. № 5. С. 16−20.
- Арапов Ю. Г., Давыдов А. Б. Волноводные методы измерения электрофизических параметров полупроводников на СВЧ//Дефектоскопия. 1978. № 11. С. 63−67.
- Усанов Д. А. СВЧ-методы измерения параметров полупроводников. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1985. 56 с.
- Усанов Д. А., Горбатов С. С., Скрипаль А. В. Особенности низкочастотной генерации СВЧ-диодов Ганна // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1981. Т. 24, № 10. С. 67−69.
- Murayama К., Ohmi Т. Static negative resistance in highly doped Gunn diodes and application to switching and amplification// Japan J. Appl. Phys. 1973. Vol.12, № 12. P. 1931−1940.
- Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Детектирование МЭП-диодами, работающими в активном режиме // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1980. Вып. 10. С. 62−63.
- Кэролл Дж. СВЧ-генераторы на горячих электронах/Пер, с англ, под ред. Б. JI. Гельмонта. М.: Мир, 1972. 384с.
- Царапкин Д. П. Генераторы СВЧ на диодах Ганна. М.: Радио и связь, 1981. 112с.
- Усанов Д.А. СВЧ методы измерения параметров полупроводников. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1985. 55с.
- Викторов В. А., Лункин Б. В., Совлуков А. С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 208с.
- Датчики измерительных систем/ Ж. Аш, П. Андре, Ж. Бофрон и др.: В 2 кн./Пер. с фр. М.: Мир, 1992.
- Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC/Под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера- Пер. с англ. М.: Мир, 1992. 592с.
- А. с. 1 585 692 СССР, МКИ G01 Н 9/00. Способ измерения амплитуды вибраций осесимметричных объектов/Д. А. У санов, А. В. Скрипаль, В. Е. Орлов, В. К. Гришин и др. (СССР). № 4 388 316/25−28- Заявл. 07.12.87- Опубл. 15.08.90- Бюл. № 30.
- Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Орлов В. Е. Способ двухкоординатного измерения амплитуды вибраций // Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. «Волновые и вибрационные процессы в машиностроении», сентябрь 1989 г. Горький, 1989. С. 78.
- Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Скрипаль Ан. В. и др. Оптические и радиоволновые измерители вибраций // Сб. науч. трудов «Вибрационные машины и технологии». Курск: Изд-во Курск, политехи, ин-та, 1993. Вып. 2. С. 94−101.
- Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Орлов В. Б. Прибор для дистанционного измерения вибраций // ПТЭ. 1991. № 1. С. 242−243.
- А. с. 1 762 285А1 RU, МКИ G01 V 1/16. Вибрационный стенд для исследования и эталонирования сейсморазведочной аппаратуры/Д. А. Усанов, И. Г. Пимштейн, А. В. Скрипаль и др. № 4 770 754/25- Заявл. 22.12.89- Опубл. 15.09.92- Бюл. № 34.
- Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. М.: Высшая школа, 1970. Т.1. 372с.
- Усанов Д.А., Вениг С. Б., Феклистов В. Б., Скрипаль А. В. Лабораторные работы по курсу «Измерение параметров полупроводников на СВЧ» -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1997. 140 с.
- Коронкевич В.П., Соболев B.C., Дубинцев Ю. Н. Лазерная интерферометрия Новосибирск, Наука. 1983. 212 с.
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В., Вагарин В. А. Определение амплитуды колебаний оптическим гомодинным методом по высшим гармоникам // ПТЭ. 1994. N6. С. 162−165.
- Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Постельга А. Э. СВЧ-автодиный измеритель параметров вибраций // Приборы и техника эксперимента. 2004 г. № 5.
- Райхер Ю.Л., Шлиомис М. И. К теории дисперсии магнитной восприимчивости мелких ферромагнитных частиц // ЖТЭФ. 1974. -Т.67.-с. 1060−1073.
- Landau L., Lifschitz Е. Phys. Zs. Sowjet., 8, 153, 1935. (Перевод с Собр. избр. тр. Л. Д. Ландау, «Наука», 1, 128, 1969).
- Neel L. Ann. Geophys. 5. 99. 1949. Compt. Rend. P 228−664.
- Debye P. 1929. Polar Molecules (New York: Chemical Catalog Company).
- Maiorov M.M. 1979. Magnetohydrodynamics. P2−21. (cover-to-cover translation of Magnitnia Hidrodinamika).
- Fannin P.C., Scaife B.K.P. and Charles S.W. 1988. J. Magn. Magn. Mater. P72−95.
- Fannin P.C., Charles S.W. and Relihan T. «Broad-band measurements of the complex susceptibility of magnetic fluids» Meas. Sci. Tachnol. 1993. Vol.4. P. l 160−1162.
- Fannin P.C. and Charles S.W. «Measurement of the Neel relaxation of magnetic particles in the frequency range 1 kHz to 160 MHz» J. Phys. D: Appl. Phys. 24. 1991.
- Fannin P.C., Charles S.W. and Relihan T. «Investigation of ferromagnetic resonance in magnetic fluids by means of the short-circuited coaxial line technique» J.Phys. D: Appl. Phys. 28. 1995.
- Vincent D., Jorat L., Monin J., Noel G. Improvement of the transmission/reflection method for dielectric and magnetic measurements on liquids between 0.1 and 20 GHz. // Meas. Sci. Technol., 5. 1994. C. 990−995.
- Шлиомис М.И. Магнитные жидкости // Усп. физ. наук. 1974. — 112. -N3. — С.427−457.
- Баштовой В.Г., Берковский В. М., Висхович А. Н. Введение в термомеханику магнитных жидкостей.-М.:ИВТАН, 1985.-188 с.
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В., Ермолаев С. А. СВЧ и ультразвуковые методы определения размеров ферромагнитных частиц и агломератовмагнитной жидкости // Магнитная гидродинамика. 1996. Т.32. N4. С.503−508.
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В., Ермолаев С. А. Резонансное отражение СВЧ-излучения от магнитной жидкости // Письма в ЖТФ. 1992. Т. 19. Вып. 16. С.47−50.
- Caroli С., Pincus P., Response of an isolated magnetic grain suspended in liquid to a relating field // Phys. Kondens. Mat. 1969. — N9. — р.311.
- Neel J.A. Effect of thermal fluctuations of the magnetization of small particles // 1949. C.r. Acad. Sci. Paris, 228, p.664.
- Kaiser R., Miskolczy G. Magnetic properties of stable dispersions of subdomain magnetite particles. 1970. — J. Appa. Phys. — V.41. — N3. -p. 1064−1072.
- Shliomis M.I., Raikher Y.L. Experimental investigations of magnetic fluids // 1980. IEEE Trans, on Magn. — V.16. — N2. — p.237−246.
- Майоров M.M. Экспериментальное исследование магнитной восприимчивости феррожидкости в переменном магнитном поле // Магнитная гидродинамика. 1979. — N2. — с.21.
- Лебедев А.А. Восприимчивость магнитных коллоидов на сверхвысоких частотах // Двенадцатое Рижское совещание по магнитной гидродинамике. Саласпилс. — 1987. — т.З. — Магнитные жидкости. — с.31−34.
- Диканский Ю.И., Полихрониди Н. Г., Балабанов К. А. Магнитная восприимчивость магнитной жидкости с микрокапельной структурой // III Всесоюзное совещание по физике магнитных жидкостей. -Ставрополь. 1986. — с.45−47.
- Диканский Ю.И., Полихрониди Н. Г., Балабанов К. А. О намагничивании магнитной жидкости с микрокапельной структурой // Двенадцатое Рижское совещание по магнитной гидродинамике. -Саласпилс. 1987. — т.З. — Магнитные жидкости. — с.39−42.
- Майоров М.М. Высокочастотная магнитная восприимчивость и времена релаксации магнитной жидкости // Магнитная гидродинамика. 1986.-N2.-С.67−69.
- Anderson J.C., Donovan В. Internal ferromagnetic resonance in nickel // Proc. Phys. Soc. 1959. — B73. — P.593.
- Anderson J.C., Donovan B. Internal ferromagnetic resonance in small cobalt particles // Proc. Phys. Soc. 1960. — B75. — P.33.
- Anderson J.C., Donovan B. Internal ferromagnetic resonance in magnetite // Proc. Phys. Soc. 1960. — B75. — P.149.
- Гехт P.С., Игнатченко В. А., Райхер IO.JL, Шлиомис М. И. Магнитный резонанс в изотропном суперпарамагнетике // ЖТЭФ. 1976. — т.70. -С. 1300−1311.
- Bagguley D.M.S. Ferromagnetic resonance in colloidal suspensions // Proc. Roy. Soc. 1955. — A228. — P.549.
- Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Курганов А. В. Отражения СВЧ-излучения от слоя магнитной жидкости в волноводе // Сборник научн. трудов 9-й международной Плесской конференции по магнитным жидкостям Плес, 2000. С. 121−125.
- Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Курганов А. В. Определение параметров магнитной жидкости по отражению сверхвысокочастотного излучения //ЖТФ, 2001. Т.71. № 12. С.26−29.
- Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Постельга А.Э. Determination of magnetic liquid characteristics by microwave spectrum of reflection // Тезисы докладов Moskow international symposium on Magnetism, г. Москва, 20−24 июня 2002 г. С. 243.
- Raikher Y.L., Stepanov V.I. Intrinic magnetic resonance in superparamagnetic systems // Phys. Rev. B. 1994. Vol.50. N9. P.6250−6259.
- Raikher Y.L., Stepanov V.I. Ferromagnetic resonance in a suspension of single-domain particles//Phys. Rev. B. 1995. Vol.51. N22. P. 16 428−16 431.
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В., Камышанский А. С. Измерение скорости нанометровых перемещений по спектру автодинного сигнала лазера на квантоворазмерных структурах // Письма в ЖТФ. 2004. № 7. С.77−82.
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В. Измерение нанометровых вибраций полупроводниковым лазером на квантоворазмерных структурах, работающим в автодинном режиме // Письма в ЖТФ. 2003. № 9. С.51−57.
- Усанов Д.А., Скрипаль А. В., Калинкин М. Ю. Восстановление формы сложного движения объекта по сигналу автодинного детектирования полупроводникового лазера//ЖТФ. 2000. Т.70. Вып.2. С.125−129.
- Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В. Физика полупроводниковых радиочастотных и оптических автодинов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003. 312 с.
- Мандельштам Л.И. Полное собрание трудов. АН СССР-М.: Изд-во АН СССР в ЛГР. 1947. Т.2. 396 с.
- Abramov A.V., Bogolubov A.S., Postelga А.Е., Usanov D.A., Skripal Al.V., Skripal An.V. Radiowave Interferometry of Human Respiratory Movements and Heartbeats. The 35th European Microwave Conference (EuMC). Paris, France, 4−6 October 2005.
- Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Абрамов А. В., Боголюбов А. С., Постельга А. Э. Способ дистанционного контроля физиологических параметров жизнедеятельности организма. Саратов. Софит-Экспо. 4−6 октября 2005 г. С. 69−70.