Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию Саратовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. Н.Г.Чернышевского Кафедра физики твёрдого тела ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА АВТОДИННОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ В МНОГОКОНТУРНОМ ГЕНЕРАТОРЕ НА ДИОДЕ ГАННА ДИПЛОМНАЯ РАБОТА студента 511 группы физического факультета Каца Ефима Ильича Научные руководители к.ф.-м.н., доцент Скрипаль А.В., аспирант Бабаян А.В. Зав. кафедрой ФТТ профессор, академик МАН ВШ Усанов Д.А. г.Саратов - 1996 г. Содержание. Стр. Введение 3 1. Анализ возможности использования автодинов на полупроводниковых активных СВЧ-элементах для контроля параметров материалов и сред. 5 2. Теоретическое исследование эффекта автодинного детектирования в многоконтурном генераторе на диоде Ганна. 12 3. Экспериментальные исследования эффекта автодинного детектирования в многоконтурном генераторе на диоде Ганна. 20 Заключение. 24 Список литературы. 25 Приложение. Текст программы для моделирования процессов в многоконтурном генераторе на диоде Ганна 28 Введение.
    В связи с развитием современных технологий, требующих непрерывного контроля за многими параметрами технологического процесса, состоянием оборудования и параметрами материалов и сред становится всё более актуальной задача создания неразрушающих бесконтактных методов измерения и контроля параметров материалов и сред. Измерения на СВЧ позволяют определить электропроводность, толщину, диэлектрическую проницаемость и другие параметры материалов и сред без разрушения поверхности образца, дают возможность автоматизировать контроль параметров материалов. Для этого в настоящее время широко используются методы, основанные на использовании эффекта автодинного детектирования в полупроводниковых приборах.
    Применение эффекта автодинного детектирования в полупроводниковых СВЧ-генераторах для контроля параметров материалов и структур основано на установлении зависимости величины продетектированного СВЧ-сигнала от параметров контролируемых величин: толщины, диэлектрической проницаемости, проводимости [1-6].
    Однако, прежде чем создавать конкретный прибор на основе данного эффекта, необходимо провести моделирование его работы. Для этого необходимо рассмотреть принципы действия таких устройств.
    При изменении уровня мощности СВЧ-излучения, воздействующего на полупроводниковые элементы с отрицательным сопротивлением, наблюдается изменение режима их работы по постоянному току, что можно понимать как проявление эффекта детектирования. В случае, если прибор с отрицательным сопротивлением является активным элементом СВЧ-генератора наблюдается эффект автодинного детектирования.
    Одним из методов, позволяющих провести расчёт величины эффекта автодинного детектирования при реальных параметрах активного элемента и нагрузки, определить области значений контролируемых параметров материалов, в которых чувствительность автодина к их изменению максимальна, наметить пути оптимизации конструкции генератора, является метод, основанный на рассмотрении эквивалентной схемы СВЧ-генератора, в которой комплексная проводимость нагрузки определяется параметрами исследуемого материала и характеристиками электродинамической системы [7,9].
    Целью дипломной работы являлось исследование эффекта автодинного детектирования в многоконтурных СВЧ-генераторах на диоде Ганна для создания измерителей параметров материалов, вибрации и выявления особенностей их работы. 1. ............