Способ селективного измерения свч мощности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТееЛЬСТВУ

1ибг.и 1 -.ка Ч -.

< >655983

Своз Советских

Социалмстмческих

Республик (6!) ДОполнительное к авт. свнд-ву(22) ЗаЯвлено29.04.76 (21)2353042/18-21 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано05.04.79,Бюллетень № 13 и (51) М. Кл.

O 01 % 21/04

Гесудерстееииый иемитет

СССР ее делам изебретеиий и еткритий (53) УДК 621.317.

° 38 (088.8) Дата опубликования описания 10.04.79 (72) Авторы

Ф. Н. Шакирзянов, В. Н. Боголюбов, И. К. Габеева и В. А. Новиков

Московский ордена Ленине энергетический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СВЧ OIHHOCTH

Известные устройства можно применять лишь с использованием радночастоъ» ного вольтметра. Способ применим для измерения лишь высоких и сверхвысоких уровней мошностн,требует двойной настройки на максимум выходного сигналв, величина которого пропорциональная измеряемой мошностн.

Изобретение относится к радиоизмери тельной технике, а более конкретно- к способам измерения импульсной мошнос-. ти источников СВЧ излучения как в процессе нх производства, так и в процессе эксплуатации. Ю

Известны способы и устройства для . измерения импульсной мошности, в том числе и используюшне в качестве преобразователей СВЧ нелинейные явления в ферромагнетиках и антиферромагнетиках(11 О

Однако процесс измерения СВЧ - мош-, ности с их помошью сложен, требует много времени. Нельзя измерять мошносц, сигналов различных уровней.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ селектнвного измерения напряженности магнитного поля СВЧ колебаний и мошности в импульсе, в котором используется явление перекрестной модуляции (кроссумноженияf на рабочем элементе (полупроводниковый ферромагнетик - феррит - антиферромагнетик} измеряемого СВЧ-колебания и вспомогательного низкочастотного (или высокочастоэного сигнала (2).

Однако для реализации известного способа требуется использование прецизионных фильтров верхних и ниЖних частот, генератора вспомогательного сигнала со стабильными частотой и мошностью, схемы калибровки, полосового усилителя и вольтметра высокочастотных радиоимпульсов, Без применения отв твителей способ пригоден лишь для измерения малик уровней мошности. Устройства, применяемые для осушествления известного способа, имеют сложную схему, сложны

655983 в производстве и эксплуатации, имеют малый динамический диапаэо (20-23 дб), невысокую избирательность и многогорбную частотную характеристику.

11елью изобретения является расширение динамического диапазона, повышение точности и избирательности, упрощение процесса измерения.

Указанная пель достигается тем, что 10

СВЧ-мощность измеряют известным спо» собом, заключающимся в том, что в трак те измеряемого сигнала устанавливают ферритовый образец сферической формы магнитосвязанный с измерительной катуш- 1З кой и помещают его в постоянное магнитное поле.

Отличие способа заключается в том, что устанавливают величину напряженнос. ти постоянного магнитного поля равной значению для одного из максимумов пог» ношении магнижого спектра ферромагнетика, интегрируют напряжение, пропорциональное вели чине намагни ченнос ти образца, судят о величине измеренной мощности по величине интегоала указанного напряжения во времени. фиг. 1 и 2 иллюстрируют изобретение. ферромагнитный образец 1 находится в тракте 2 измеряемой СВЧ-мощности.

Устройство для осуществления спосо ба селективного измерения СВЧ-мощности содержит измерительную катушку 3, импульсный интегратор 4, магнитную систему 5, вольтметр 6, На фиг . 2 показано изменение Р-мощ.ности импульсного СВЧ игнала, hNнамагниченности ферромагнитного образца, (3, - нанряжения на измерительной катушке, пропорционального намагниченности образца, 50, сК - интеграла напряжения на измерительной катушке во времени.

Для измерения импульсной СВЧ- мощности устанавливают величину напряжен ности постоянного магнитного поля (Н ) о, на один из максимумов поглощения магнижого спектра ферромагнетика и далее. в цуюцессе измерения оставляют неизменной. Импульсный СВЧ-сигнал (P) воздействуя на ферромагнитный образец, вызывает изменение во времени продольной составляющей его намагниченности. Это известное ранее изменение пропорционален но мощности СВЧс:игнала, а конкретная

$S его величина зависит от напряженности постоянного магнитного поля Н . Харак тер изменении намагниченности образца во времени повторяет с небольшими искажениями огибающую СВЧ импульсного сигнала. Напряжение на измерительной катушке, имеющей магнитную связь с ферромаг нитным образцом, пропорционально произ« водной намагниченности во времени. Это напряжение интегрируют, получая иыформацию о законе измерения мощности СВЧсигнала во времени.

Способ применим .для измерения малых, средних, высоких и сверхвысоких уровней СВЧ- мощности (от долей милливатт до десятков мегаватт), Форма выходного сигнала соответствует огибающей

СВЧ-сигнала, а величина магнитного поля соответствует его частоте. Поэтому уст ройство, реализующее данный способ, может одновременно обеспечить измерение временных и частотных параметров СВЧсигнала. Отсутсвие подмодуляции в резонансном режиме резко улучшает избирательные свойства измерителей. Упрощение схемы повышает точность измерений.

При помещении ферритового образца в точку с правой круговой поляризацией устройство реагирует в зависимости от направления внешнего магнитного поля только на подающую или только на отраженную мощность и может быть использовано для измерения коэффициента стоячей волны и СВЧ-трактах в различных рабочих режи мах, Способ может быть применен для создания измерителей мощности широкого назначения, а также встроенных измери телей параметров зондирующего СВЧ-импульса во всех без исключения современных радиолокационных комплексах, а также при производстве СВЧ-генераторов.

При этом существенно снижаются затраты на производство, измерителей СВЧ-мощности.

Макет, реализующий способ, испытан в трехсантиметровом и пятншщатисанти метровом диапазонах длин волн. Реэульта ты экспериментов доказывают возможность реализации способа для измерения импульсной СВЧ-мощности от 10 до 10 Йт.

Предлагаемый способ прост в реализации.

Формула из о бретен ия

Способ селективного измерения СВЧ мощности, заключающийся в том, что в тракте измеряемого сигнала устанавливают ферритовый образец сферической фор мы магнитосвязанный с измерительной катушкой и помешают его в постоянное маг655983

49ua2

Составитель Л. Плетнева

Редактор Н, Вирко Техред О. Андрейко Корректор Е. Папп

Заказ 1509/35 Тираж 1089 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф шпал ППП Патент, г. Ужгород, ул. . Проектная, 4 нитное поле, о т л и ч а ю ш. и и с s тем> что с пелью расширения динамнческо»

ro диапазона, повышения точности и избирательности, упрощения процесса измерения, устанавливают величину напряженнос- > ти постоянного магнитного поля равной значению для одного иэ максимумов поглощения магнитного спектра ферромагне» тика, интегрируют напряжение пропоппио-, нальное величине намагниченности образца, судят о величине измеренной мощности пр величине интеграла указанного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 274833 кл. МКИ G 01 R 21/01, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 163226, кл. МКИ G 01 R ЗЗ/02, 1964.