Измеритель импульсной мощности и плотности потока мощности свч-излучения

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Расширяется диапазон измеряемых мощностей в область высоких уровней. Ус тройство содержит камеру 1 с радиопрозрачным окном 2, детектор 3, выполненный в виде электрода (Э) 4, размещенного в вакууме или слое среды, выполненной или в виде диэлектрика 5 ( или диэлектрика с метал.вкраплениями ), или облачка газа или плазмы, создаваемого импульсным напуском посредством облучения лучом лазера или испарения вещества или Э4 при помощи вспомогательного Э, на который подается высоковольтный импульс напряжения относительно Э 4,и измеритель 9 напряжения. Э 4 контактирует с камерой 1 через нагрузочное сопротивление 11, равное сумме сопротивлений 12 и 13. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. ё (Л о Jia N5

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5в 4 С 01 R 29/08

ЗС6(-:: .; -„

%МИДА(1Т 1:gg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3752362/24 — 09 (22) 16.04.84 (46) 07.07.86. Бюл. N - 25 (71) Институт общей физики АН СССР (72) Г.А.Аскарьян, Г.M.Батанов, Н.К.Бережецкая, Е.Ф.Большаков, А.А.Дорофеюк, В.А.Иванов и И.А.Коссый (53) 621 . 317. 38 (088. 8) (56) Лоза О.Т., Цопп Л.Э. Приемник одиночных мощных импульсов СВЧ вЂ излучения; Краткие сообщения по физике.

1982, Ф 1, с. 8.

Райзер М.Д., Цопп Л.Э. Детектиро-. вание и измерение мощности СВЧ-излучения наносекундной длительности;

Радиотехника и электроника, 1973, т. ХХ, 1(8, с. 1691. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНОЙ МОЩНОСТИ

И ПЛОТНОСТИ ПОТОКА МОЩНОСТИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Расширяется диапазон измеряемых мощностей в область высоких уровней. Устройство содержит камеру 1 с радиопрозрачным окном 2, детектор 3, выполненный в виде электрода (Э) 4, размещенного в вакууме или слое среды, выполненной или в ви. де диэлектрика 5 (или диэлектрика с метал. вкраплениями ), или облачка газа или плазмы, создаваемого импульсным напуском посредством облучения лучом лазера или испарения вещества или Э 4 при помощи вспомогательного Э, на который подается высоковольтный импульс напряжения относительно Э 4,и измеритель 9 напряжения. Э 4 контактирует с камерой 1 через нагрузочное сопротивление 11, равное сумме сопротивлений 12 и 13. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1242855

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использовать ся для регистрации и измерения СВЧизлучения, генерируемого сверхмощны ми источниками, например, на реляти- 5 вистских электронных пушках, в устройствах и системах для лучевой передачи энергии СВЧ-излучением, например, от солнечных космических электростанций на Землю, при наземных лучевых трассах.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых мощностей в область высоких уровней.

На фиг.1 приведена конструкция измерителя импульсной мощности и плотности потока мощности СВЧ-излучения; на фиг.2 — конструк.тия измерителя им-пульсной мощности и плотности потока мощности СВЧ-излучения, используютцего б .создание облачка газа и плазмы при абоблучении лучом лазера; на фиг.З конструкция измерителя импульсной мощности и плотности потока мощносI 5 ти СВЧ-излучения, использующего газовый или плазменный инжектор для создания облачка газа или плазмы; на фиг.4 — конструкция измерчтеля импульсной мощности H глотности потока мощности СВЧ-излучения, З(т использующий для создания облачка газа и плазмт» поверхностный пробой электрода.

Измеритель импульсной мощности и плотности потока мощности СВЧ-излучения содержит камеру 1 с рациопразрачным окном 2, детектор Э, выполненный в виде электрода 4, размещенного в вакууме или слое среды, выполненной 4тт в виде диэлектрика 5 (или диэлектрика 5 с металлическими вкраплениями) или облачка газа или плазмы, создаваемого импульсным напуском посредством облучения лучом лазера б или посредством испарения вещества / или электт ода 4 при помощи вспомогательного электрода 8, на который подается вы- сотсовольтньтй импульс напряжения относительно электрода 4, а также из-,-"р, меритель 9 напряжения.

Измеритель импульсной мощности и плогности потока мощности СВЧ--излучения работает следующим образом.

5g

При воздействии СВЧ-излучения в камере 1 у поверхности диэлектрика 5 образуется плазменная корона 10„ с которой через отверстие в диэлектрике 5 или сбоку контактирует электрод

4. Электрод 4, контаКтируя с горячей плазмой, рождает дугу и принимает потенциал плазмы. Электрод 4 контактирует с камерой 1 через нагрузочное сопротивление 11, равное сумме сопротивлений !2 и 13, которые подбирактся из условий R =P. +R ) P.

H 1 2 Р

R ((Р, где R< — внутреннее сопротивление заполненного плазмой межэлектроднсго промежутка электрод 4 — камера 1; R — сопротивление 12; к

1 сопротивление 13. В случае, когда плазма успевает заполнить промежуток, сигнал с нагрузочного сопротивления

ll, пропорциональный потенциалу электрода 4, регистрируется любым измерителем готенциалов (пиковым детектором, катодным высоковольтным вольтметром и т.д. ) . .Диэлектрик 5 может быть выполнен из оргстекла, гетинакса, керамики, в этом случае порог плазменного образования, являющийся нижним уров нем измеряемой плотности потока мощности СВЧ-излучения, составляет 1ттот, 10 Вт/см . Порог плазмообразования на металладиэлектрических композициях l 10 Вт/см ттар

Во всех случаях СВЧ-излучение вызывает электрический пробой возникающего у преграды газового облака и образование плазмы, разлетаюшейся в вактум. Концентрация плазмы нарастает со временем, достигая критическои зеличины, величины, при которой частота собственных плазменных колебантлтл 4р равна угловой частоте СВЧизлучения . В области критической концентрации происходит аномально сильное поглощение энергии падающего

СВЧ-излучения и трансформация ее в энергию электронов. Электроны, покидая корону, заряжают ее до потенциала р., относительно стенок камеры т

1 ., прапарционаттьного из средней энерk Te гии т,, -- —, где е — заряд электрое тла, k — 110 cтоянная Больцмана g T темп ература электронов плазмы, Каждому зттачению потенциала электрода 4 можно привести в соответствие с приведеннт»м выражением определенную величину плотности потока эттергии или полную мощность, т.е. Т, =- i (I Л ), где т — длина волны СВЧ-излучения; платность потока энергии. з 1Z4?

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Измеритель импульсной мощности и.плотности потока мощности СВЧ-излучения, содержащий камеру с радиопрозрачным окном, в которой размещен детектор, и измеритель напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряе— мых мощностей в область высоких уров- О ней, детектор выполнен в виде электрода, размещенного в вакууме или слое среды с пороговой плотностью пробоя на поверхности, меньшей

855 4 л 0 Ьт/см - для однородной поверхности и меньшей IО Вт/см для составной поверхности, при этом электрод подключен к измерителю напряжения.

2. Измеритель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что среда выполнена в виде диэлектрика с металлическими вкраплениями.

3. Измеритель по п. 1 о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве среды используют облачко газа или плазмы, создаваемое импульсным напуском или испарением вещества или электрода.

1242855

Составитель Р.Кузнецова

Техред О.Сопко Корректор И.Г1уска

Редактор A.Êoçîðèç

Заказ 3699/43 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ;СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная