Измеритель проходящей мощности свч

 

Изобретение относится к измерительной технике СВЧ. Цель изобретения - повышение точности измерений. Измеритель содержит отрезок 1 волновода, чувствительный элемент 2 из активного нелинейного диэлектрика, зонды 3, 4 и 5, ограничители 6, 7 и 8 амплитуд, фазосдвигающую термокомпенсирующую цепочку 9, фазовые детекторы 10 и 11, сумматор 12, инвертор 13 и функциональный преобразователь 14. Преобразователь 14 имеет нелинейную амплитудную характеристику. Эта нелинейность является обратной по отношению к нелинейной составляющей выходного напряжения сумматора 12, которое поступает на преобразователь 14. В пределах рабочего участка детекторов 10 и 11 зависимость выходного напряжения преобразователя 14 от проходящей через отрезок 1 мощности является линейной, т.к. определяется только составляющей фазового сдвига и не зависит от амплитуд сигналов, снимаемых с зондов 3, 4 и 5. Цель достигается введением ограничителей 6, 7 и 8 и преобразователя 14. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 4 А1 (51) 4 G 01 R 21/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4317426/24-09 (22) 13.10.87 (46) 15.08.89. Бюл. Р 30 (72) Л.А.Марчук, В.В.Поповский, С.А. Великих и Н. А Лульженко (53) 621. 317. 37 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Г 1272292, кл. G О1 R 35/04, 1986. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПРОХОДЯЩЕЙ МОЩНОСТИ

СВЧ (57) Изобретение относится к измерительной технике СВЧ. Цель изобретения - повышение точности измерений, Измеритель содержит отрезок 1 волновода, чувствительный эл-т 2 из активного нелинейного диэлектрика, зонды

3 — 5, ограничители 6 — 8 амплитуд, фазосдвигающую термокомпенсирующую

2 цепочку 9, фазовые детекторы 10 и 11, сумматор 12, инвертор 13 и функциональный преобразователь 14. Преобразователь 14 имеет нелинейную амплитудную х-ку. Эта нелинейность является обратной по отношению к нелинейной составляющей выходного напряжения сумматора 12, которое поступает на преобразователь 14. В пределах рабочего участка детекторов 10 и 11 зависимость выходного напряжения преобразователя 14 от проходящей через отрезок 1 мощности является линейной, т.к. определяется только составляющей фазового сдвига и не зависит от амплитуд сигналов, снимаемых с зондов

3 - 5. Цель достигается введением 9 ограничителей 6 — 8 и преобразователя 14. 1 ил.

15 и „,(р, f) = ы.к,(p dt) .

Напряжение на выходе сумматора 12

1равно сумме напряжения с выхода первого фазового детектора 11 и инвертированного напряжения с выхода фазового детектора 10. Напряжение с выхода сумматора 12

3 1500948

Изобретение относится к измерительной технике СВЧ и может быть использовано для измерения проходящей мощностч СВЧ-колебаний.

Целью изобретения является повыше5 ние точности измерений.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого измерителя проходящей мощности СВЧ.

Измеритель проходящей мощности

СВЧ состоит из отрезка волновода (СВЧ-фидера) 1, в центре широкой стенки которого расположен чувствительный элемент 2 в виде тонкой пластины или пленки, выполненной из активного нелинейного диэлектрика, типа ВК-7, первого и второго зондов

3 и 4, установленных вдоль отрезка волновода симметрично относительно ° 20 чувствительного элемента 2, третьего зонда 5, расположенного симметрично первому зонду 3 относительно второго зонда 4 на расстоянии, равном расстоянию между первым и вторым зонда- 25 ми 3 и 4, первого 6, второго 7, третьего 8 ограничителей амплитуд, причем вход первого ограничителя 6 амплитуд соединен через фазосдвигающую термокомиенсирующую цепочку 9 с первым зондом 3, а входы второго 7 и третьего 8 ограничителей амплитуд соединены непосредственно соответственно с зондами 4 и 5, второго фазового детектора 10, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго 7 и третьего 8 ограничителей амплитуд, первого фазового детектора 11, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго 7 и первого б ограничителей амплитуд, сумматора 12, первый и второй входы которого соединены соответственно через инвертор 13 и непосредственно с выходами второго 10 и первого 11 фа45 зовых детекторов, а выход суммато- ра 13 соединен с входом функциональ ного преобразователя 14, выход которого соединен с входом индикатора 15.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-энергия подается на вход волновода 1, содержащего чувствительный элемент 2. Поскольку материал, из которого выполнен чувствительный элемент 2, имеет большие потери на СВЧ (tgS=0,03-0,1), разогрев чувствитель-, ного элемента 2 токами СВЧ ироиорцио4 нален измеряемой проходящей мощности, так как величина диэлектрической проницаемости чувствительного элемента 2 изменяется пропорционально изменению температуры разогрева чувствительного элемента 2. Это приводит к изменению фазы СВЧ-колебаний, проходящих через сечение волновода с чувствительным элементом 2, за которым расположен второй измерительный зонд 4.

Таким образом на первый фазовый детектор 11 поступают два сигнала от зондов. 3 и 4 (до и после чувствительного элемента), разность фаз которых пропорциональна мощности проходящих через волновод колебаний.

Напряжение на выходе первого фазового детектора 11 пропорционально проходящей через волновод мощности и д, (г„() =,(к, (и с+ р + д с(, „„), где К, — постоянный коэффициент, определяемый параметрами ограничителей амплитуд.

На второй фазовый детектор 10 поступают сигналы, разность фаз которых зависит только от частоты. Напряжение на выходе второго фазового детектора 10 равно

v (r, )=ц „(P,f)-v4,„,(P,f)=

= К д (+" К д (к поступает на вход функционального преобразователя 14, амплитудная характеристика которого является нелинейной, причем нелинейность соответствует члену 4 К, д(, взятому с обИл ратным знаком.

В качестве функционального преобразователя 14 может использоваться усилитель с нелинейным коэффициентом усиления, пассивный четырехиолюсник с нелинейным коэффициентом передачи и т.д. Поскольку нелинейность функционального преобразователя 14 является обратной ио отношению к нелинейной составляющей выходного напряжения сумматора 12, то напряжение на выходе .функционального преобразователя можно представить

Ф о,,р м у л а и з о б р е т е н и я

Составитель В.Поротов

Техред Л,Олийнык Корректор C.×åðíè

Редактор Т.Парфенова

Заказ 4860/40 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственп.-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 150094

"кэ Р f q i 9, где Kf - постоянный коэффициент передачи функционального преобразователя 14. 5

Поскольку Ы; К, и К постоянные величины, то в пределах рабочего участка фазовых детекторов 10 и 11 зависимость выходного напряжения функционального преобразователя 14 от проходящей через волновод мощности линейная, так как определяется только составляющий фазового сдвига и не зависит от амплитуд сигналов, снимаемых с зондов °

В предлагаемом устройстве устранена ошибка изменения мощности, возникающая в прототипе из-за зависимости выходного сигнала фазовых детекторов от амплитуды сигналов, снимаемых с зондов, и нелинейного характера зависимости диэлектрической проницаемости чувствительного элемента от температуры.

Измеритель проходящей мощности

СВЧ, содержащий отрезок волновода, в центре широкой стенки которого рас- положен чувствительный элемент в виде

8 6 тонкой пластины, выполненный иэ активного нелинейного диэлектрика, первый и второй зонды, установленные вдоль отрезка волновода симметрично относительно чувствительного элемента, третий зонд, расположенный симметрично первому зонду относительно. второго зонда, первый и второй фазовые детекторы, первые входы которых соединены между собой, инвертор, сумматор, входы которого подключены соответственно к выходу первого фазового детектора и через инвертор— к выходу второго фазового детектора, фазосдвигающую термокомпенсирующую цепочку, включенную на выходе первого зонда, и индикатор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, введены первый, второй и третий ограничители амплитуды и функциональный преобразователь, вход которого подключен к выхо-.. ду сумматора, а выход соединен с входом индикатора, причем второй вход первого фазового детектора подключен через первый ограничитель амплитуды к выходу фазосдвигающей цепочки, первый вход второго фазового детектора через второй ограничитель амплитуды соединен с вторым зондом, а второй вход — через третий ограничитель амплитуды — с третьим зондом.