ВОЛНОВОДНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ РЕГУЛИРУЕМАЯ ГОЛОВКА С ДАТЧИКОМ ХОЛЛА Российский патент 2007 года по МПК G01R21/10 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а именно к измерителям проходящей мощности сверхвысоких частот, используемых в радиопередающих устройствах сверхвысоких частот, линейных ускорителях заряженных частиц.

Известно «Устройство для измерения проходящей мощности сверхвысоких частот» SU №307690 (G01R 21/00), содержащее участок волнового тракта с большим поверхностным сопротивлением. Приращение температуры участка характеризует величину проходящей мощности.

Известно также «Устройство для измерения сверхбольших уровней проходящей мощности сверхвысоких частот» SU №531403 (SU G01R 21/04), содержащий отрезок регулярного волновода с поглощающим участком в одной из его стенок и батарею термопар и индикатор.

Указанные выше устройства имеют следующие недостатки: инерционность процесса преобразования СВЧ-мощности в электрический сигнал, невысокая точность измерений, небольшой динамический диапазон.

Наиболее близким устройством к заявляемому является «Ненастраиваемая измерительная головка с датчиком Холла», СССР №303910, принятый за прототип.

Ненастраиваемая измерительная головка с датчиком Холла, выполненная в виде половинок утолщенного волноводного отрезка, в каждой из половинок изготовлен паз для установки датчика Холла.

Однако данное устройство не позволяет измерять большие уровни мощности, так как датчик Холла, постоянно находящийся в максимуме электрического поля волны, испытывает нагрев.

Задачей заявляемого устройства является расширение динамического диапазона измерений в сторону больших уровней мощности СВЧ.

Поставленная задача решается тем, что волноводная измерительная регулируемая головка с датчиком Холла содержит отрезок волновода, измерительный прибор, датчик Холла, установленный на подвижную каретку, которая, в свою очередь, установлена в прямоугольный паз, выполненный в широкой стенке отрезка волновода, при этом низкие уровни мощности измеряют, когда датчик Холла установлен посередине широкой стенки волновода, а высокие уровни мощности измеряют при установке датчика ближе к узкой стенке волновода.

Заявляемое устройство представлено на Фиг.1, 2, 3, 4, 5.

На Фиг.1 изображена волноводная измерительная регулируемая головка с датчиком Холла, вид спереди.

На Фиг.2 - то же, вид сбоку.

На Фиг.3 - датчик Холла.

На Фиг.4 изображена схема распределения электрического поля волны по сечению волновода.

На Фиг.5 - схема включения измерительной головки в СВЧ-тракт.

Волноводная измерительная регулируемая головка с датчиком Холла (Фиг.1) включает отрезок прямоугольного волновода 1, подвижную каретку 2, держатель датчика Холла 3, разъем 4, датчик Холла 5, направляющие 6, ограничители 7 (Фиг.2).

Датчик Холла (Фиг.3) включает рабочую часть 8, омические контакты 9. В широкой стенке волновода 1 (Фиг.2 и 1) сделан прямоугольный паз 10. Подвижная каретка 2 вставлена в паз 10. Подвижная каретка 2 скользит по направляющим 6. На подвижной каретке 2 установлен держатель 3 датчика Холла 5 с укрепленным на нем разъемом 4 для подключения измерительного прибора 11 (показан на Фиг.5) и датчиком Холла 5. Рабочая часть 8 (Фиг.3 и 1) датчика Холла 5 находится непосредственно в волноводе 1, а омические контакты 9 вынесены из волновода 1. Такое размещение датчика Холла 5 позволяет избавиться от нежелательных эффектов, связанных с действием СВЧ-волны на омические контакты 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Для проведения измерений (Фиг.5) предлагаемой головкой 13, к ней подключается согласованная нагрузка 12 и вместе с ней включается в волноводный тракт. К выходным клеммам разъема 4 (Фиг.1) подсоединяется измерительный прибор 11 (микровольтметр). ЭДС Холла регистрируется измерительным прибором 11.

При прохождении по прямоугольному волноводу 1 СВЧ-волны в полупроводниковой пластинке возникает ЭДС Холла, величина которой пропорциональна уровню проходящей СВЧ-мощности. Электрическое поле СВЧ-волны вызывает ток проводимости в полупроводнике, который сопровождается выделением джоулева тепла, разогревающего датчик Холла.

При измерении больших уровней мощности датчик Холла, установленный на подвижной каретке, перемещается ближе к узкой стенке волновода, где напряженность электрического поля волны ниже. Вследствие этого количество тепла, выделяемого при прохождении тока через датчик Холла, уменьшается (Фиг.4).

Таким образом, с помощью волноводной регулируемой головки с датчиком Холла можно измерять низкие уровни мощности, когда датчик Холла установлен посередине широкой стенки волновода, а высокие уровни мощности следует измерять при установке датчика Холла ближе к узкой стенке волновода (Фиг.4).

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям проходящей мощности сверхвысоких частот, используемых в радиопередающих устройствах сверхвысоких частот, линейных ускорителях заряженных частиц. Технический результат - расширение динамического диапазона измерений. Для достижения данного результата волноводная измерительная регулируемая головка с датчиком Холла содержит отрезок волновода, в широкой стенке которого выполнен паз, выводные клеммы, измерительный прибор. При этом датчик Холла установлен на подвижную каретку, установленную в паз волноводного отрезка с возможностью перемещения по сечению волноводного отрезка. Низкие уровни мощности измеряют, когда датчик Холла установлен посередине широкой стенки волновода, а высокие уровни мощности измеряют при установке датчика ближе к узкой стенке волновода. 5 ил.

Волноводная измерительная регулируемая головка с датчиком Холла, содержащая отрезок волновода, в широкой стенке которого выполнен паз, выводные клеммы, измерительный прибор, отличающаяся тем, что датчик Холла установлен на подвижную каретку, установленную в паз волноводного отрезка с возможностью перемещения по сечению волноводного отрезка, при этом низкие уровни мощности измеряют, когда датчик Холла установлен посередине широкой стенки волновода, а высокие уровни мощности измеряют при установке датчика ближе к узкой стенке волновода.