Измеритель мощности сверхвысоких частот

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Рвспублнк (б1) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 120778 (21) 2643812/18-09 с присоединением заявки ʩ— (23) ПриоритетОпубликовано 15.1а81. бюллетень М 38

Дате опубликования описания 15,1081 (51)М. Кл.

G 01 R 21/00

Государственный коинтет

СССР но аман нзобретений н открытнй ($3) УД< 621. 317 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф.Ф.Менде и В.А.Чаркин (71) Заявитель

Физико-технический институт низких т

AH Украинской ССР. (54 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ СВЕРХВЫСОКИХ

ЧАСТОТ

Изобретение относится к радиотех-

Нике и может использоваться в метрологии и измерительной технике в качестве образцового ваттметра.

Известен измеритель мощности, который представляет собой помещенную внутри волновода металлическую пластинут пластина укреплена на тонком стержне, один конец стержня выходит через -отверстие в узкой стенке волновода наружу и .помещается в масляной амортизатор. К другому концу стержня прикреплена тонкая кварцевая нить, с помощью которой он подвешивается в волноэоде. Нить соединена с осью верньерной головки, на которую нанесены деления в градусах. Внутри волновода вблизи пластины размещены согласующие диафрагмы (1j.

Наиболее близким к предложенному является измеритель мощности сверх высоких частот, содержащий подвижный элемент, расположенный в волноводной системе, корректирующий соленоид, ав- 25 томатическую систему регулирования тока корректирующего соленоида, включающую датчик перемещений с преобразовательно-усилительной схемой и индикатор 32).

Недостатком известных измерителей мощности пондеромоторного типа является низкая точность, обусловленная неточностью изьюрения удельного момента кручения нити, погрешностью определения электрического калибровочного, коэффициента. Недостатком известных ваттметров является также необходимость изготовления приборов по высокому классу точности.

Цель изобретения — повышение точности измерений. ,Нля этой цели в измерителе мощнос.— ти сверхвысоких частот, содержащем подвижный элемент, расположенный в волноводной системе, корректирующий соленоид, автоматическую систему регулирования тока корректирующего соленоида, включающую датчик перемещений с преобразовательно-усилительной схемой, и индикатор, волноводная система выполнена в виде двух резонаторов с элементами связи с источником измеряемой мощности и датчиком перемещений, нри этом одна из торцовых стенок резонатора выполнена в .виде жестко связанных между собой двух стаканов, внутри одного иэ которых расположен корректирующий соленоид, зак-

4373142

Формула изобретения. репленный на неподвижной платформе, жестко связанный с резонаторами, при этом стаканы, корректирующий соленоид и неподвижная платформа выполнены из сверхпроводящего материала., На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

У

Измеритель мощности сверхвысоких частот содержит торцовые стенки 1 и

2 измерительного резонатора 3 и резонатора 4 подводимой мощности, выпол- . ненные в виде стаканов, жестко соединенных между собой соединительным сверхпроводниковым стержнем 5, стенки образуют подвижный элемент (поршень) 6, внутри которого размещен корректирующий соленоид 7, жестко скрепленный с неподвижной платформой

8. Усилитель 9 .с включенным в цепь обратной связи его измерительным ре- 20 зонатором 3 образуют измерительный генератор, выход которого подключен — - . к одному из входов фазового детектора 10, к другому входу которого подключен эталонный генератор 11. Выход фаэоного детектора 10 соединен с регулируемым источником тока 12 через усилитель 13. Последовательно с регулируемым источником тока 12 включены индикатор 14 и корректирующий соленоид 7. Резонатор 4 подводимой мощности включен на проход между генератором 15, мощность которого необходимо определить, и нагрузкой 16.

Устройство работает следующим образом.

Частота измерительного генератора однозначно связана с положением поршня 6, так как измерительный резонатор 3 с торцовой стенкой 1 включен в цепь обратной связи измерительного генератора. При включении устройства сигналы с выходов измерительного генератора и эталонного генератора 11 подаются на фазовый детектор 10. При этом на выходе Фазового детектора 10 4 появляется сигнал ошибки, который через усилитель 13 подается на нход регулируемого источника тока 12, изменяющего силу тока в цепи 7-12-14-7 до тех пор, пока поршень б не займет О определенное положение, при котором частота измерительного резонатора 3, а следовательно и измерительного генератора, не станет равной частоте эталонного генератора 11. При подключении генератора 15, мощность которого необходимо определить, нарушается баланс сил, действующих на поршень бу к подьемной силе корректирующего соленоида 7 добанляется сила, действующая со стороны сверхвысоко- 60 частотного поля резонатора 4. Поскольку сила тяжести остается неизменной, то поршень б поднимается. При этом изменяется частота измерительного генератора, и появляется управляющий сигнал на входе регулируемого источника тока 12 Сила тока в цепи 7-12-

14-7 изменяется до тех пор, пока поршень не займет положение, которое он занимал до подачи сверхвысокочастотной мощности. Изменения тока в ,цепи регистрируются индикатором 14.

Неподвижная платформа 8 защищает торцовую стенку 2 от воздействия магнитного поля корректирующего соленоида

7, и фиксирует корректирующий соленоид 7 в .определенном положении.

Наиболее точно из всех физических величин в настоящее время можно измерять частоту, поэтому выполнение в измерителе мощности подвижного элемента, установленного в волноводной системе, в виде двух жестко соединенных между собой стаканов из сверхпро-., водимого материала, образующих торцовые стенки измерительного и проходного резонаторов, и включение измерительного резонатора н цепь обратной связи измерительного генератора, ныход которого, как и выход эталонного генератора, соединен со входом фазового детектора, выход которого через усилитель соединен с регулируемым .источником тока, включенным последовательно с измерителем тока и корректирующим сверхпроводящим соленоидом, расположенным внутри стакана, являющегося торцовой стенкой измерительного резонатора, и жестко закрепленным на снерхпроводящей платформе, которая, в свою очередь, жестко соединена с резонаторами, позволяет повысить точность измерения мощности.

Предварительные расчеты, проведенные во ФТИНТ AH Украинской ССР, показывают, что предлагаемый измеритель мощности имеет более высокую точность, чем известное устройство и может обеспечить точность не хуже, чем 10

Измеритель мощности сверхвысоких частот, содержащий подвижный элемент, расположенный в волноводной системе, корректирующий соленоид, автоматическую систему регулирования тока корректирующего соленоида, включающую датчик перемещений с преобразовательно =" усилительной схемой, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, волноводная система ныполнена в виде двух резонаторов с элементами связи с источником измеряемой мощности и датчиком перемещений, при этом одна из торцовых стенок резонатора выполнена в виде жестко связанных между собой двух стаканов, внутри одного из которых расположен корректирующий соленоид, закрепленный на неподниж873142

Составитель В.Маврин

Редактор П.Коссей Техред A.Ач, Корректор Г.Решетник

Эаказ 9025/70 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ 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 ! ной платформе, жестко связанный с резонаторами, прн этом стаканы, кор. ректирующий соленоид и неподвижная

;платформа выполнены из сверхпроводя щего материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. М., "Энергия", 1975, 362.

2. Пондематорное действие электромагнитного поля (теория и приложения).

Под ред.-проф. P À.Âàëèòîâà. М., "Советское радио", 1975, с. 186 — 187 (прототип).