Преобразователь проходящей мощности СВЧ Советский патент 1986 года по МПК G01R21/04 

1

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ.

Целью изобретения является уменьшение частотной зависимости.

На чертеже приведена конструкция преобразователя проходящей мощности СВЧ.

Преобразователь проходящей мощности СВЧ содержит отрезок прямоугольного волновода 1, в узкой стенке которого выполнены отверстия 2, полупроводниковый элемент, выполненный в виде пластины 3 с омическими контактами 4 на ее концах, помещен в полости отрезка прямоугольного волновода 1 так, чтобы не бьшо электрического контакта между ним и стенкой отрезка прямоугольного волновода 1 (например, на диэлектрической пленке 5). Через отверстия 2 выводы.6 от омических контактов 4 выведены из полости отрезка прямоугольного волновода 1 и присоединены к измерительной мостовой схеме 7, которая балансируется таким образом, чтобы показания измерительного прибора 8, предварительно отградуированного непосредственно в единицах мощности, были на нулевой отметке.

Преобразователь проходящей мощности работает следующим образом.

При подаче высокочастотной мощности часть ее поглощается непосредственно в пластине 3, а непоглощенная часть проходит к выходу преобразователя проходящей мощности. В результате поглощения СВЧ мощности в пластине 3 происходит повышение его температуры и как следствие изменеg

ние его сопротивления. Это приводит к разбалансу мостовой схемы 7. Величина напряжения разбаланса регист- рир }ется измерительным прибором 8, отградуированнь1М непосредственно в единицах мощности.

При толщине пластины 3, равной 0,4-0,6 глубины скин-слоя полупроводника, вносимое болометром затухание практически не зависит от частоты в диапазоне частот отрез; а прямоугольного волновода 1. Это обеспечивает слабую частотную зависимость коэффициента преобразования.

Поскольку преобразователь проходящей мощности реагирует на поглощенную мощйЪсть СВЧ по крайней мере на протяжении 1,5 длин волн, его показания практически не зависят от случайного значения фазы нагрузки,

31471

при длине пластины 3, равной 1 ,5 длин волн, в отрезке прямоуг ольного волновода 1 погрешность рассогласования (как показывает непосредственный рас- 5 чет и проведенные исследования) не превышает 0,2 Г„ , где Г„ - коэффициент отражения нагрузки..По мере увеличения длины пластины 3 погрешность из-за рассогласования СВЧ тракта мо- 10 жет быть сделана сколь угодно малой, что обеспечивает повышение точности измерений. Расположение пластины 3 и выводов 6 в непосредственной близости к узкой стенке волновода в.миниму- 15 ме электрического поля обеспечивает хорошее согласование предлагаемого устройства и расширение рабочего диапазона в сторону коротковолновой части.

20i Величину вносимого пластиной 3 затухания можно изменять в соответствии с. требуемым уровнем измеряемых мощностей путем изменения удельного сопротивления материала пластины 3 в 25 диапазоне О,-1-1 00 Ом-см и геометрических размеров пластины 3.

Преобразователь проходящей мощности, будучи аттестован по коэффициенту преобразования на частотах, 30 соответствующих началу и концу диапазона,, может быть использован в диапазоне частот волновода с точностью, достаточной для рабочих средств измерения . .

Преобразователь прост в изготовлении, имеет малые габариты и обладает метрологическими параметрами, позволяющими использовать .его в качестве образцового средства измерения проходящей мощности СВЧ в миллиметровом диапазоне длин волн.

Формула изобретения

Преобразователь проходящей мощности СВЧ, содержащий отрезок прямоугольного волновода и полупроводниковый элемент, размещенный внутри отрезка прямоугольного волновода вдоль его узкой стенки л снабженный омическими контактами, проходящими через отверстия, выполненные в узкой стенке, отличающийся тем, что, с целью уменьшения частотной зависимости, полупроводниковый элемент выполнен в виде пластины, при этом толщина пластины составляет 0,4-0,6 глубины скин-Слоя полупроводника.

3S

40

45

50

55

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Уменьшается частотная зависимость. Устройство содержит полупроводниковый элемент, выполнен- ньй в виде пластины (П) 3 с омическими контактами 4 на концах и с их вьюодами 6, которые через отверстия 2, сделанные в узкой стенке отрезка прямоугольного волновода (ОПВ)1, выведены из полости ОПВ 1 и присоединены к измерительной мостовой схеме- (ИМС) 7. Устройство также содержит диэлектрическую пленку,5 и измери- тельнъй прибор 8, При подаче СБЧ мощности часть ее поглощается непосредственно в ПЗ, а непоглощенная часть проходит к выходу устройства. Б результате поглощения СВЧ мoщнoctи в ПЗ происходит повьщ1ение его температуры и как следствие изменение его сопротивления. Это приводит к разбалансу предварительно сбалансированной ИМС 7. Величина напряжения разбаланса регистрируется измерительным прибором 8, предварительно отградуированным- непосредственно в единицах мощности. При толщине П 3, равной 0,4-0,6 глубины скин-слоя полупроводника, вносимое болометром затухание практически не зависит от частоты в диапазоне частот ОПВ 1 . Это обеспечивает слабую частотную зависимость коэф. преобразования. 1 ил. i (Л ю ZfS