Пондеромоторный измеритель энергии одиночного импульса свч мощности

 

ПОНДЕРОМОТОРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬСА СВЧ-МОЩНОСТИ , содержащий волновод, в котором размещен чувствительный элемент, закрепленный на диэлектрическом стержне, проходящем через противоположные стенки волновода, а также рамку, закрепленную на диэлектрическом стержне вне волновода и установленную между полюсами магнитной сие-темы , усилитель, измеритель тока и датчик угла поворота диэлектрического стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, введены амплитудноцифровой преобразователь и цифровой индикатор, при этом к выходным зажимам рамки последовательно подсоедине:ны усилитель, амплитудно-цифровой i преобразователь и цифровой индикатор,, а измеритель тока включен на выходе (Л ;датчика угла поворота диэлектрического стержня.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (! 1) (5()4 C, 01 R 21/01

ОПИСАНИЕ Н305РЕТЕНН

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3406960/ 18-09 (22) 05.03.82 (46) 30.07.85. Бюл. Р 28 (72) И.П.Захаров и В.Д.Кукуш (71) Харьковский ордена Трудового

Красного Знамени институт радиоэлектроники (53) 621. 317. 37 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 1(r 613261, кл. G 01 R 21/04, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР .

В 3054 18, кл. G 01 R 21/00, 1969 (прототип). (54)(57). ПОНДЕРОМОТОРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ЭНЕРГИИ ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬСА СВЧ-МОЩНОСТИ, содержащий волновод, в кото-. ром размещен чувствительный элемент, закрепленный на диэлектрическом стержне, проходящем через противоположные стенки волновода; а также рамку, закрепленную на диэлектрическом стержне вне волновода и установ ленную между полюсами магнитной системы, усилитель, измеритель тока и датчик угла поворота диэлектрического стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, введены амплитудноцифровой преобразователь и цифровой индикатор, при этом к выходным зажимам рамки последовательно подсоедине:ны усилитель, амплитудно-цифровой преобразователь и цифровой индикатор,. g а измеритель тока включен на выходе

:датчика угла поворота диэлектрического стержня.

369

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может использоваться для измерения энергии одиночных радиоимпульсов

СВЧ, 5

Известен пондеромоторный измеритель энергии одиночных импульсов

СВЧ, содержащий наттметр крутильного типа, в котором мерой измерения энергии одиночных импульсов СВЧ являет - 10 ся угол первого максимального отклонения подвеской системы ваттметра li)..

Недостатком известного измерителя- является большое время измерения энергии одиночных импульсов, 15 равное времени первого максимального отклонения подвесной системы.

Наиболее близким к данному изобретению является пондеромоторный измеритель энергии одиночного импуль-20 ва СВЧ-мощности, содержащий волновод, в котором размещен чувствительный элемент, закрепленный на диэлектрическом стержне, проходящем через противоположные стенки волновода, 25 а также рамку, закрепленную на диэлектрическрм стержне вне волновода и установленную между полюсами магнитной системы, усилитель, измеритель тока и датчик угла поворота диэлектрического стержня Я .

Однако известный пондеромоторный измеритель энергии одиночных импульсов СВЧ имеет низкую точность измерений, так как требует участия оператора.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Для достижения цели в пондеромо- 40 торный измеритель энергии одиночного импульса СВЧ вЂ мощнос, содержащий волновод, в котором размещен чувствительный элемент, закрепленный на диэлектрическом стержне, проходя- 45 щем через противоположные стенки волновода, а также рамку, закрепленную на диэлектрическом стержне вне волновода и установленную между полюсами магнитной системы, усилитель, 50 измеритель тока и датчик угла поворота диэлектрического стержня, введе. ны амплитудно-цифровой преобразователь и цифровой индйкатор, при этом .к выходным зажимам рамки последова- 55 тельно подсоединены усилитель, амплитудно-цифровой преобразователь и цифровой индикатор, а измеритель тока включен на выходе датчика угла поворота диэлектрического стержня.

На чертеже приведена структурная электрическая схема пондеромоторного измерителя энергии одиночных импуль. сов СВЧ.

Пондеромоторный измеритель энергии одиночного импульса СВЧ-мощности, содержит волновод 1, в котором размещен чувствительный элемент 2, закрепленный на диэлектрическом стержне 3, проходящем через противоположные стенки волновода 1, а таже рамку 4, закрепленную на диэлектрическом стержне 3 вне волновода 1 и установленную между полюсами магнитной системы 5, усилитель 6, измеритель тока 7 и датчик 8 угла поворота диэлектрического стержня 3, амплитудно-цифровой преобразователь 9 и цифровой индикатор 10, при этом к выходным зажимам рамки 4 последовательно подсоединены усилитель 6, амплитудно-цифровой преобразователь 9 и цифровой индикатор 10, и измеритель .тока 7 включен на вьжо;. де датчика 8 угла поворота диэлектрического стержня 3, датчик 8 состоит из осветителя 11, зеркальца 12, закрепленного на диэлектрическом стержне 3, и дифференциальных фотосопротивлений 13 и 14 и источников ,питания 15 и 16, диэлектрический стержень 3 закреплен на растяжках 17, находящихся в натянутом состоянии при помощи пружин 18.

Пондеромоторный измеритель энергии одиночного импульса СВЧ-мощности работает следующим образом.

При воздействии на чувствительный элемент 2 одиночного импульса СВЧмощности P(t) диэлектрический стержень 3 приходич в движение и совершает колебания. Начальная скорость движения по окончании действия им-. пульса P(t), являющаяся ее максимальной скоростью, равна. .Хе 4) — м =и — -- -, ч

rpe W=J P(t)3 t — энергия импульса о Р(6);

03р = — — собственная кругоTÎ вая частота диэлектрического стержня 3.

В предлагаемом устройстве мерой энергии одиночного импульса СВЧ служит указанная максимальная скорость.

1170

Измерение максимальной скорости движения производится в результате определения максимальной электродвижущей силы Е, наводимой в,рамке 4 в результате ее вращения в постоянном магнитном поле магнитной системы 5, согласно закону электромагнитной индукции и

Е =-BS --м

ljgt 10 где  — магнитная индукция (в любой . точке рабочей части воздушного зазора магнитной системы 5;. 8=const)

S — площадь катушки; 15

n — число витков обмотки рамки.

Коэффициент К„=BS „ можно определить в результате калибровки, воспользрвавшись выражением, 20

ВЯР= КИГ

Н где I> — ток в обмотке рамки 4, подаваемый при калибровке; — угол отклонения рамки 4 от нулевого положения при действии на нее тока I

Таким образом, после воздействия одиночного импульса в результате движения рамки 4 в поле магнитной системы 5 в ней наводится электро- 30 движущая сила, пропорциональная ско-, рости движения. При этом величина энергии импульса определяется через величину максимальной электродвижущей силы Е, наведенной в рамке 4, по формуле

Ем ° Iy, Y=--" — ——

Kà,gk Q, .Сигнал, пропорцйональный энергии импульса, снимается с выводов рамки 440 и через усилитель 6 подается íà ам:плитудно-циФровой преобразователь 9. Входное сопротивление усилителя 6 выбйрается достаточно большим, чтобы протекающий по нему ток не вызывал ц торможения рамки 4 вследствие явления

369 4 самоиндукции. Амплитудно-цифровой преобразователь 9 осуществляет преобразование максимального напряжения с выхода усилителя 6 в цифровой код

Индикация последнего производится на цифровом индикаторе 10.

Измеритель тока 7 совместно с датчиком 8, осветителем 11 и зеркальцем 12 служат для установления подвесной системы пондеромоторного измерителя энергии одиночного импульса в начальное положение.

Таким образом, уравнение измерения предлагаемого пондеромоторного измерителя энергии одиночного импульса выражается следующей формулой

А1

Ке <к +î К Ка где К и К вЂ” коэффициенты передачи усилителя 6 и амплитудно-цифрового преобразователя 9, определяемые экспериментально в процессе ка- либровки;

А — показания цифрового индикатора 10.

Время измерения предлагаемым уст ройством равно сумме длительности импульса P(t) и времени преобразования амплитудно-цифрового преобразователя 9; последнее составляет единицы микросекунд (например, время преобразования АЦП типа Ф7077/2 составляет 3 мс), поэтому при измерении энергии импульсов с длительностями, на порядок большими времени преобразования, его при расчете времени измерения пондеромоторного измерителя энергии можно не учитывать.

При повышении быстродействия появляется возможность автоматиэи« ровать процесс измерения энергии одиночных импульсов, что приводит .к повышению точности измерения.

1170369

Составитель A,Èëàòîâñêèé

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Иикеш Корректор Е.Рошко

Заказ 4700/42 . Тираж 748 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4