Датчик СВЧ мощности Советский патент 1985 года по МПК G01R21/04 

Изобретение относится к технике йЗГ мерений на СВЧ и может быть использо вано в волноводных линиях передачи, например, при исследовании взаимодей ствия СВЧ-излучения с плазмой. Целью изобретения является раздель ное измерение проходящей и отраженно СВЧ-мощности при сохранении структуры СВЧ-попя. На чертеже приведена конструкция датчика СВЧ-мощносТи. Датчик СВЧ-мощности содержит чувст вительный элемент в виде отрезка тру бы 1, первый и второй отрезки 2 круг лого волновода, металлическую.пласти ну 3 с отверстием, третий отрезок 4 круглого волновода. , -Внешний диаметр третьего отрезка 4 плавно уменьшается к периферии. Угол W наклона образующей внутренней поверхности первого и второго отрезков 2 волновода связан с внутренним диаметром D третьего отрезка 4, длиной волны 5 и типом электромагнитного колебания соотношением mn- sinoi kгдe J - корень производной функции Бесселя J О) , определянлций тип электромагнитного колебания. Для обеспечения оптимального прохождения в измеритель СВЧ-колебаний рабочего типа целесообразно углы уЗ наклона образующих внешней поверхности третьего отрезка 4 волновода выполнить совпадающими с углом об (et /3). Величины зазоров 5 и 6 выбираются из условия обеспечения малых потерь Л Р СВЧ-мощности в измерителе ЛР Г KD . sin оС где Р - полная мощность; полная мощность; -я- -волновое число. Отрезок трубы 1, являющийся элемен том схемы индикации, выполнен из СВЧ прозрачного мат риала, например фторо пласта или кварпа. Схема индикации .включает.также кольцевые каналы 7, заполненные жидким СВЧ-поглотителем (например, дистилированной водой) и соединенные с ними через штуцеры 8 водяные помпы 9 калориметров 10 и 11 с термопарными блоками 12. В другом варианте исполнения схема индикации может включать отрезок тонкостенной металлической трубы, на внешней поверхности которой расположены термопарные датчики, соединенные с индикатором (например, милливольтметром). Датчик СВЧ-мощности работает еле- дующим образом (предварительную калибровку измерителя осуществляют известными средствами). Передаваемое по волноводному тракту 13 от источника к нагрузке СВЧизлучение поступает в датчик СВЧ-мощ ности. Поскольку угол 9f выбирается в соответствии с соотношением (1), т.е. он является бриллюэновским, а oi , в зазор 5 избирательно проходит только проходящая мощность волны рабочего типа (например, Н„ ), а в зазор 6 - только отраженная мощность. Вследствие того, что отрезок трубы 1 выполнен из СВЧ прозрачного материала, СВЧ-излучение, прошедшее через зазоры 5 и 6, поглощается дистиллированной водой, циркулирукицей через кольцевые каналы 7, водяные помпы 9 и термопарные блоки 12 калориметров 10 и 11. В калориметре 10 при этом происходит измерение проходящей СВЧ-мощности, а в Калориметре 11 - отраженной СВЧ-мощности. Поскольку внутренний диаметр третьего отрезка 4 совпадает с диаметром волноводного тракта 13, регулярт ность последнего практически не нарушается и при этом структура СВЧ-поля меняется слабо. Вследствие того, что величина зазоров 5 и 6 выбрана из соотношения (2), в измерителе практически нет потерь мощности. Таким образом, предложенный измеритель СВЧ-мощности позволяет раздельно измерять проходящую и отраженную СВЧ-мощности при сохранении структуры СВЧ-поля.

13

ДАТЧИК СВЧ-МОЩНОСТИ, содержащий чувствительный элемент в виде отрезка трубы, установленного между первым и вторым отрезками круглого волновода, отличающийся тем, что, с целью раздельного измерения проходящей и отраженной СВЧ-мощности при сохранении структуры СВЧполя, отрезок трубы разделен на две части металлической пластиной с отверстием, в котором соосно первому и второму отрезкам круглого волновода установлен третий отрезок круглого волновода, внешний диаметр которого в центральной части совпадает с диаметром отверстия в металлической пластине и плавно уменьшается к периферии, при этом первый и второй отрезки круглого волновода выполнены расширяющимися и торцами большего диаметра состыкованы с торцами отрезка трубы, а угол наклона образующей внутренней поверхности первого и второго отрезков круглого волновода определяется выражением sin К . -А S ГГ (Л где 04 - угол наклона образующей внутренней поверхности первого и второго отрезков круглого волновода; - длина рабочей волны; Jp,j,- корень производной функции Бесселя, определяюпщй тип 00 электромагнитного колебания; эо D - внутренний диаметр третьего 0) Од отрезка круглого волновода. СЭд