SU1553890A1 - Apparatus for recording epr signal - Google Patents
Apparatus for recording epr signal Download PDFInfo
- Publication number
- SU1553890A1 SU1553890A1 SU833643244A SU3643244A SU1553890A1 SU 1553890 A1 SU1553890 A1 SU 1553890A1 SU 833643244 A SU833643244 A SU 833643244A SU 3643244 A SU3643244 A SU 3643244A SU 1553890 A1 SU1553890 A1 SU 1553890A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- resonator
- diffraction grating
- waveguide
- output
- horn
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение может быть использовано в радиоспектрометрах ЭПР. Цель изобретени - повышение чувствительности путем улучшени условий вывода сигнала ЭПР. С этой целью входной и выходной волноводы резонатора установлены соосно и повернуты друг относительно друга вокруг их общей оси на угол 90°, а вне полости резонатора установлен приемный рупор, который переходит в выходной волновод. 2 ил.The invention can be used in EPR radio spectrometers. The purpose of the invention is to increase the sensitivity by improving the output conditions of the EPR signal. To this end, the input and output waveguides of the resonator are installed coaxially and rotated relative to each other around their common axis at an angle of 90 °, and a receiving horn is installed outside the cavity cavity, which passes into the output waveguide. 2 Il.
Description
(Л(L
сwith
Изобретение относитс к исследованию магнитных свойств веществ и может быть использовано в радиоспектрометрах ЭПР.The invention relates to the study of the magnetic properties of substances and can be used in EPR radio spectrometers.
Цель изобретени - повышение чувствительности путем улучшени условий вывода сигнала ЭПР из резонатора . .The purpose of the invention is to increase sensitivity by improving the conditions for outputting an EPR signal from a resonator. .
На фиг,1 приведено предлагаемое устройство-сечение, вдоль его оси в плоскости Н напр женности магнитной компоненты микроволнов.ого пол в резонаторе; на фиг.2 - то же, сечение вдоль его оси в плоскости вектора Е напр женности электрической компоненты микроволнового пол в резонаторе.Fig. 1 shows the proposed device-section, along its axis in the plane H of the intensity of the magnetic component of the microwave field in the resonator; 2 is the same, the cross section along its axis in the plane of the vector E of the intensity of the electric component of the microwave field in the resonator.
Устройство дл регистрации сигнала ЭПР состоит из сферического зеркала 1 и выполненного в виде дифракционной решетки 2 плоского зеркала, образующих открытый полусферическийThe device for recording the EPR signal consists of a spherical mirror 1 and a flat mirror made in the form of a diffraction grating 2, forming an open hemispherical
-резонатор, приемного рупора 3,установленного непосредственно за дифракционной решеткой 2 вне полости резонатора и плавно переход щего в выходной волновод 4, щели 5 входной св зи, соедин ющей полость резонатора с входным волноводом- 6 посредством плавного перехода 7 Исследуемый образец 8 крепитс непосредственно на дифракционную решетку 2 со стороны полости резонатора и имеет форму плоского диска, заполн ющего все поперечное сечение резонатора.a resonator, a receiving horn 3, installed directly behind the diffraction grating 2 outside the cavity cavity and smoothly transferring into the output waveguide 4, the input connection slit 5 connecting the cavity cavity with the input waveguide 6 by means of a smooth transition 7 The sample 8 is attached directly to a diffraction grating 2 from the cavity cavity side and has the shape of a flat disk that fills the entire cross section of the resonator.
Дифракционна решетка 2 выполнена в виде плоского диска из одномерной металлической решетки, у которой период 1 f Ъ , где ft - рабоча длина волны. Диаметр решетки 2 равен диаметру входного отверсти приемного рупора 3, и установлены они так, что входное отверстие приел елThe diffraction grating 2 is made in the form of a flat disk from a one-dimensional metal grating with a period of 1 f b, where ft is the working wavelength. The diameter of the grille 2 is equal to the diameter of the inlet of the receiving horn 3, and they are installed so that the inlet apertures
соwith
0000
;0; 0
мкого рупора 3 полностью закрыто | ешеткой 2. Последнее требование накадываетс применением в предлагаеом устройстве открытого резонатора . Основные потери мощности в открытых резонаторах - это дифракционные потери, т.е. потери мощности вследствие излучени из полости резоатора в окружающее пространство, и если не перекрыть доступ этому излуению в приемный рупор 3, то уменьитс уровень разв зки входного 6 и выходного 4 волноводов, в результате чего увеличитс мощность излучени , поступающего на микроволновый приемник в отсутствие сигнала ЭПР Рост просачивающейс на приемник в отсутствие ЭПР мощности вызовет пропорциональный рост мощности шумов генератора, поступающих на приемник, что в конечном итоге снизит чувствительность радиоспектрометра. Экранировка входного отверсти рупора 3 дифракционной решеткой 2 увеличивает разв зку между входным волноводом 6 и выходным волноводом 4, что способствует повышению чувствительности радиоспектрометра.mko horn 3 is fully closed | lattice 2. The last requirement is made up of using an open resonator in the proposed device. The main power losses in open resonators are diffraction losses, i.e. power loss due to radiation from the cavity of the resonator to the surrounding space, and if this radiation is not blocked from receiving horn 3, the junction level of input 6 and output 4 waveguides will decrease, resulting in an increase in the power of radiation entering the microwave receiver in the absence of an EPR signal An increase in power trickling to the receiver in the absence of an EPR will cause a proportional increase in the noise power of the generator arriving at the receiver, which ultimately reduces the sensitivity of the radio spectrometer. The shielding of the inlet of the horn 3 by the diffraction grating 2 increases the separation between the input waveguide 6 and the output waveguide 4, which increases the sensitivity of the radio spectrometer.
Входной б и выходной 4 волноводы установлены соосно резонатору. Выходной волновод 4 ориентирован так,что его широка стенка параллельна щел м решетки 2, Входной волновод 6 повернут относительно выходного волновода 4 вокруг их общей оси на угол 90 .Переход 7 соедин ющий входной волновод 6 со щелью 5 св зи, имеет форму пр моугольного волновода неизменной ширины с плавно уменьшающейс (от входного волновода 6 до щели 5 входной св зи) высотой. Пол ризующее магнитное поле направлено вдоль оси резонатора .Input b and output 4 waveguides are installed coaxially to the resonator. The output waveguide 4 is oriented so that its wide wall is parallel to the slots of the lattice 2, the input waveguide 6 is rotated relative to the output waveguide 4 around their common axis at an angle of 90. The transition 7 connecting the input waveguide 6 to the connection slot 5 has the shape of a rectangular waveguide constant width with a gradually decreasing (from the input waveguide 6 to the slit 5 of the input coupling) height. The polarizing magnetic field is directed along the cavity axis.
Устройство,, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом ,The device that implements the proposed method works as follows
Резонатор с парамагнитным образцом 8 помещают в источник магнитного пол , например сверхпровод щий соленоид. Включают генератор микроволнового излучени , сигнал с которо- га через входной волновод 6 и переход 7 поступает на щель 5 св зи.A resonator with a paramagnetic sample 8 is placed in a source of a magnetic field, such as a superconducting solenoid. A microwave radiation generator is turned on, the signal from which is fed through the input waveguide 6 and the transition 7 is fed to the communication slot 5.
Измен рассто ние между сферическим зеркалом 1 и дифракционной решеткой 2, настраивают резонансную частоту резонатора на частоту подаваемого микроволнового излучени , вBy changing the distance between the spherical mirror 1 and the diffraction grating 2, the resonant frequency of the resonator is tuned to the frequency of the supplied microwave radiation, in
результате чего в резонаторе возбуждаютс микроволновые колебани ,Пол ризаци этих колебаний такова, чтоas a result of which microwave oscillations are excited in the resonator, the polarization of these oscillations is such that
электрический вектор направлен параллельно щел м в дифракционной решетке 2. Враща как единое целое дифракционную решетку 2, приемный рупор 3 и выходной волновод 4 вокруг продольной оси резонатора, добиваютс минимального значени микроволнового излучени на выходе волновода 4 в отсутствие сигнала ЭПР. Затем при по влении резонансного4 парамагнитногоthe electric vector is parallel to the slots in the diffraction grating 2. Rotating as a whole the diffraction grating 2, the receiving horn 3 and the output waveguide 4 around the longitudinal axis of the resonator, achieve the minimum value of microwave radiation at the output of the waveguide 4 in the absence of an EPR signal. Then, at the occurrence of a resonant4 paramagnetic
5 вращени плоскости пол ризации регистрируют сигнал ЭПР по изменению интенсивности микроволнового излучени на выходе волновода 4.5, the rotation of the polarization plane records the EPR signal by changing the intensity of the microwave radiation at the output of the waveguide 4.
В устройстве дл работы в двухмил0 лиметровом диапазоне диаметр сферического зеркала 1 и дифракционной решетки 2 равен 12 мм. Радиус кривизны сферического зеркала 1 равен 13 мм Ширина щелей дифракционной решеткиIn the device for operation in the two-millimeter range, the diameter of the spherical mirror 1 and the diffraction grating 2 is 12 mm. The radius of curvature of the spherical mirror 1 is equal to 13 mm. The width of the slits of the diffraction grating
5 2-60 мкм, период следовани щелей в дифракционной решетке 2 равен 120 мкм. Такое исполнение дифракционной решетки 2 обеспечивает в двухмиллиметровом диапазоне длин волн микроволно0 вого излучени практически полную ее прозрачность дл излучени с электрическим вектором,, ортогонально пол ризованным по отношению к щел м, и зеркальность (отражательную способ5 ность) дл излучени , электрический вектор которого параллелен щел м.Устройство содержит также пр моугольные входной б и выходной 4 волноводы (тип волны Н10) сечением 0„8х1,6 мм.ус0 тановленные соосно и взаимно ортогонально по пол ризаци м распростран ющихс в них волн (широка стенка волновода 6 ортогональна широкой стенке волновода 4), В центре сферического 5 зеркала I (по продольной оси резонатора ) выполнено отверстие (щель) 5 св зи, соедин ющее резонатор с входным волноводом 6 посредством плавного перехода 7, Отверстие 5 св зи вы- Q полнено в виде пр моугольной щели 0,08x1,6 ммг. Переход 7 имеет форму волновода неизменной ширины (1,6 мм) с плавно измен ющейс высотой от 0,08 до 0,8 мм и длиной 20 мм, что 5 соответствует примерно дес ти длинам волн. Параметр св зи резонатора с образцом 8 и входного волновода 6 примерно равен единице. Выходной элемент св зи образован дифракционной5 2-60 µm, the period of the following slits in the diffraction grating 2 is 120 µm. Such a design of the diffraction grating 2 in the two-millimeter wavelength range of the microwave radiation provides almost complete transparency for radiation with an electric vector, orthogonally polarized with respect to the slit, and specularity (reflectivity) for radiation that is parallel to the slits The device also contains rectangular input b and output 4 waveguides (type of wave H10) with a cross section of 0 8 8x1.6 mm suspended in coaxially and mutually orthogonal along polarisations waves located in them (wide wall of the waveguide 6 is orthogonal to the wide wall of the waveguide 4). In the center of the spherical 5 mirror I (along the longitudinal axis of the resonator) a communication hole (slot) 5 is made connecting the resonator with the input waveguide 6 by means of a smooth transition 7, Hole 5 connection is made in the form of a rectangular gap 0.08x1.6 mmg. Transition 7 has the shape of a waveguide of constant width (1.6 mm) with a smoothly varying height from 0.08 to 0.8 mm and a length of 20 mm, which corresponds to approximately ten wavelengths. The coupling parameter of the resonator with sample 8 and the input waveguide 6 is approximately equal to one. The output of the communication element is formed by a diffraction
решеткой 2 и приемным рупором 3, установленным непосредственно за ней Приемный рупор 3 имеет форму конуса с углом раскрыва, равным примерно 10 Диаметр входного отверсти рупора 3 равен диаметру дифракционной решетки 2, т.е. 12 мм. Щели решетки 2 параллельны широкой стенке выходного ВОЛНОВОДа 4.a grating 2 and a receiving horn 3 installed directly behind it. The receiving horn 3 has a cone shape with an aperture angle of approximately 10 The diameter of the inlet of the horn 3 is equal to the diameter of the diffraction grating 2, i.e. 12 mm. The lattice slits 2 are parallel to the wide wall of the output WAVEGUIDE 4.
Рупор 3 и дифракционна решетка 2 установлены так, что дифракционна решетка 2 полностью закрывает входное отверстие рупора 3, Это позвол ет защитить вход рупора 3 от проник- новени в него микроволнового излучени , рассеиваемого открытым резонатором в окружающее пространство вследствие дифракционных потерь энергии, и тем самым повысить уро- вень разв зки между входным 6 и выходным 4 волноводами, что способст- вует повышению чувствительности радиоспектрометров за счет снижени вклада шумов генератора в общий шум радиоспектрометра. The horn 3 and the diffraction grating 2 are installed so that the diffraction grating 2 completely covers the inlet of the horn 3. This protects the input of the horn 3 from the penetration of microwave radiation scattered by the open resonator into the surrounding space due to diffraction energy loss, and thereby increase the level of isolation between the input 6 and output 4 waveguides, which contributes to an increase in the sensitivity of the radio spectrometers by reducing the contribution of generator noise to the total noise of the radio spectrometer.
Регистраци сигнала ЭПР осуществл етс следующим образом.The EPR signal is recorded as follows.
Исследуемый парамагнитный образец закрепл ют на дифракционной решетке, котора установлена на приемном рупоре , соединенном с выходным волноводом , после чего всю эту конструкцию помещают в отверстие сверхпровод щего соленоида так, что образец оказываетс .в центре однородности магнитного пол соленоида. Предварительно в отверстии соленоида крепитс сферическое зеркало с входным волноводом . Эта часть конструкции резо натора не демонтируетс в процессе замены образца. Затем выходной волновод соедин ют с приемником микроволнового излучени и включают микроволновый генератор. Далее, измен рассто ние между дифракционной решет кой и сферическим зеркалом, настраивают резонатор на частоту генерато- pa микроволнового излучени , равную примерно 150 ГГц, что соответствует The paramagnetic sample under study is fixed on a diffraction grating mounted on a receiving horn connected to the output waveguide, after which the whole structure is placed in the hole of the superconducting solenoid so that the sample is at the center of the magnetic field of the solenoid. A spherical mirror with an input waveguide is preliminarily fastened in the opening of the solenoid. This part of the design of the resonator is not dismantled during the sample replacement process. The output waveguide is then connected to the microwave receiver and a microwave generator is switched on. Further, by changing the distance between the diffraction grating and the spherical mirror, the resonator is tuned to the frequency of the microwave generator, equal to about 150 GHz, which corresponds to
g 0 5 g 0 5
о 0 5 about 0 5
5five
длине волны ft 2 мм. Критерий совпадени частот генератора и резонатора - минимум отраженного от резонатора СВЧ излучени . Затем, враща выходной волновод вокруг его оси,добиваютс минимума мощности на микровол- новом приемнике, что соответствует максимальной разв зке между генератором и приемникомwavelength ft 2 mm. The criterion for the coincidence of the frequencies of the generator and the resonator is the minimum of microwave radiation reflected from the resonator. Then, rotating the output waveguide around its axis, achieve a minimum of power at the microwave receiver, which corresponds to the maximum isolation between the generator and the receiver.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833643244A SU1553890A1 (en) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | Apparatus for recording epr signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833643244A SU1553890A1 (en) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | Apparatus for recording epr signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1553890A1 true SU1553890A1 (en) | 1990-03-30 |
Family
ID=21082129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833643244A SU1553890A1 (en) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | Apparatus for recording epr signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1553890A1 (en) |
-
1983
- 1983-09-20 SU SU833643244A patent/SU1553890A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Тин А. и др. Супергетеродинный индукционный спектрометр сантиметрового диапазона, - Приборы дл научных исследований. 1961, № 6, с.117 - 127. Авторское свидетельство СССР № 1189212, кл, G 01 N 24/10, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9960495B1 (en) | Integrated single-piece antenna feed and circular polarizer | |
US3899759A (en) | Electric wave resonators | |
EP0423114B1 (en) | Microwave multiplexer with multimode filter | |
GB1072540A (en) | Waveguide mode coupler | |
US3451014A (en) | Waveguide filter having branch means to absorb or attenuate frequencies above pass-band | |
JP4257225B2 (en) | Transition between microstrip and waveguide and external transmission / reception unit incorporating this transition | |
US4077039A (en) | Launching and/or receiving network for an antenna feedhorn | |
JPH08191204A (en) | Ridge waveguide cavity filter | |
RU2154880C2 (en) | Dual-polarization waveguide device and signal reception process | |
US3748605A (en) | Tunable microwave filters | |
US4837531A (en) | Three-access polarization and frequency duplexing device | |
SU1553890A1 (en) | Apparatus for recording epr signal | |
US3609520A (en) | Bimodel cavity resonator for microwave spectrometers | |
US2510288A (en) | Microwave band reflection filter | |
US4251786A (en) | Stepped-rod ferrite microwave limiter having wide dynamic range and optimal frequency selectivity | |
US4885556A (en) | Circularly polarized evanescent mode radiator | |
KR100204439B1 (en) | Dielectric resonant filter | |
JPS63232602A (en) | Resonance filter | |
CA2967966C (en) | Compact multifrequency dual-polarization radiofrequency exciter for a primary antenna source and a primary antenna source equipped with such a radiofrequency exciter | |
GB1409749A (en) | Waveguide antenna | |
Goldsmith et al. | A quasi-optical single sideband filter employing a semiconfocal resonator | |
JPS645481B2 (en) | ||
SU1385164A1 (en) | Tuneable filter | |
SU1183876A1 (en) | Resonance cell of induction-type epr spectometer | |
Matthaei et al. | Circular TE/sub 011/Mode, Trapped-Mode Band-Pass Filters |