Датчик свч-мощности

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться при измерении проходящей СВЧ-мощности . Цель изобретения - повышение точности измерений. При подаче СВЧ-энергии на поглощающий резонансный элемент в виде открытого металлодиэлектрического резонатора предельного типа, состоящего из отрезка 1 круглого волновода и диэлектрического вкладыша 2, выполненного в виде трубки с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру отрезка 1 волновода, и внутренним уменьшающимся от краев к центру, часть СВЧ-энергии поглощается диэлектрическим вкладышем 2. вызывая его нагрев. Это, в свою очередь, ведет к изменению резонансной частоты резонатора . Измерение мощности СВЧ сводится к измерению резонансной частоты резонатора . 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 G 01 Я 21/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTMRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4636480/08 (22) 13.01.89 (46) 30.09.91. Бюл. М 36 (71) Днепропетровский,.государственный университет им. 300-летия воссоединения . Украины с Россией (72) Е.Л.Барташевский, Е.Н.Привалов и

Д.Ю.Салтыков (53) 621.317.37 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

%324925, кл. G 01 В 21/04, 1969.

Билько М.И. и др. Измерение мощности на СВЧ. М.: Радио и связь, 1986, с. 93. (54) ДАТЧИК СВЧ-МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться при измерении проходящей СВЧ-мощноИзобретение относится к радиоизмерител ьной технике и может врыть использовано при измерении проходящей мощности СВЧ.

Цель изобретения — упрощение конструкции при измерении больших уровней мощности, уменьшение инерционности и повышение точности измерений.

На чертеже приведена конструкция датчика СВЧ-мощности.

Датчик СВЧ-мощности содержит отрезок 1 круглого волновода, диэлектрическую втулку 2 резонансных размеров, причем наружный диаметр диэлектрической трубки 2 равен внутреннему диаметру отрезка 1 круглого волновода, а ее внутренний диаметр выполнен увеличивающимся от средней части к торцам, „„Я „„1681277 А1 сти. Цель изобретения — повышение точности измерений. При подаче СВЧ-энергии на поглощающий резонансный элемент в виде открытого металлодиэлектрического резонатора предельного типа, состоящего из отрезка 1 круглого волновода и диэлектрического вкладыша 2, выполненного в виде трубки с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру отрезка волновода, и внутренним уменьшающимся от краев к центру, часть СВЧ-энергии поглощается диэлектрическим вкладышем 2, вызывая его нагрев, Это, всвоюочередь, ведет к изменению резонансной частоты резонатора, Измерение мощности СВЧ сводится к измерению резонансной частоты резонатора. 1 ил.

Датчик СВЧ-мощности работает следующим образом.

Отрезок 1 круглого волновода с диэлектрической втулкой 2 образуют открытый ме.таллодиэлектрический резонатор предельного типа. При подаче СВЧ-мощности на резонатор часть ее поглощается диэлектрической втулкой 2, вызывая нагрев последней. Это приводит к изменению геометрических и диэлектрических параметров втулки, в свою очередь, ведет к изменению резонансной частоты резонатора. По измеренной резонансной частоте определяется величина проходящей мощности.

Связь между геометрическими размерами, диэлектрической проницаемостью втулки 2 и резонансной частотой азимутально-симметричных колебаний магнит1681277 ного типа такого резонатора описывается следующим выражением:

Р y(z)dz= (n >) >, n=1,2,3.... ъ где у (Z) — постоянная распространения, определяемая из уравнения о Ко а 10

1 Ко а

=K1lo (K1 ) 1 (K1 . b) — 11 (K1 b) Np(K1 b).

11 К1 а 1 К1 Ь 1 К1 Ь 1 К1 а

Р

Ь вЂ” радиус отрезка 1 круглого волновода; а = Ztg Ф- переменный внутренний радиус диэлектрической втулки 2; е1 — диэлектрическая проницаемость материала втулки 2; в — циклическая частота:

Ф вЂ” угол скоса диэлектрической втулки

2;

Еко — продольная координата, соответствующая критическому сечению;

Z — продольная координата, соответствующая минимальному внутреннему диаметру втулки 2.

Возбуждение резонансных колебаний в отрезке 1 вол новода с расположенной в нем диэлектрической втулкой 2 возможно двумя способами: с использованием дополнитель- „ ного. генератора СВЧ-колебаний и без него

С рассмотрением резонансных колебаний высших типов, возникающих при распространении измеряемых колебаний СВЧ низшего типа через отрезок волновода, частично заполненного диэлектриком. Например, при распространении СВЧ-колебаний типа Но1 через отрезок 1 волновода, частично заполненный диэлектрической втулкой 2 с переменным сечением, в нем образуются резонансные колебания более высоких типов, в частности Hm1. По величине резонансной частоты колебаний типа

Pmi можно. судить о мощности, распространяющейся вдоль волновода волны типа Но1.

Установки с возбуждением резонансных колебаний вторым способом более компактны и обладают меньшей погрешностью измерений, так как мощность колебаний дополнительного генератора ведет к нежелательному эффекту нагрева втулки 2.

При выборе материала диэлектрической втулки 2 предпочтение следует отдавать материалам с большим коэффициентом теплового расширения или с сильной температурной зависимостью диэлектрической проницаемости.

Формула изобретения

Датчик СВЧ-мощности, содержащий отрезок круглого волновода, внутри которого размещен резонансный поглощающий элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при измерении больших уровней мощности, уменьшения инерционности и повышения точности измерений, резонансный поглощающий элемент выполнен в виде диэлектрической втулки резонансных размеров, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру отрезка круглого волновода, а внутренний выполнен плавно увеличивающимся от средней части к торцам.

1681277

Составитель Н.Цищевская

Редактор Л.Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор И.Мускэ

Заказ 3311 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно=издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101