Датчик свч-мощности Советский патент 1986 года по МПК G01R21/04 

f

Изобретение относится к технике СВЧ, конкретцо к термоэлектрическим датчикам, преобразующим СВЧ-мощность в постоянное напряжение, и может быть использовано для измерения СВЧ-моп - ности в различных СВЧ .радиотехнических устройствах.

Целью изобретения является повы- итение точности измерений путем улучшения согласования в широком диапазоне частот и увеличения термоЭДС. На фиг.1 изображена конструкция датчика СВЧ-мощности; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - датчик СВЧ-мощности с несколькими термочувствительными элементами; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З.

Датчик СВЧ-мощности представляет собой микрополосковуго плату, состоящую из диэлектрической подложки 1, на одной стороне которой размещен экран 2, а на другой - первьй 3 и второй 4 проводники, расположенные соос- но и разделенные поперечным зазором, термочувствительный элемент 5 с горячим спаем 6, одна из ветвей которого выполнена из высокоэффективного полупроводникового термоэлектрического материала (например, теллура), контактные площадки 7, являющиеся вьтходами датчика. Кроме того, конструкция датчика включает СВЧ-нагрузку 8, а также третий проводник 9. Один из концов первого проводника 3 является входом 10 датчика,, а другой электрически соединен с термочувст- вительнь1М элементом 5, ориентированным перпендикулярно первому и второ- проводникам 3 и 4. Один из концов второго проводника 4 также электрически соединен с термочувствительным элементом 5, а другой - с входом СВЧ-йагрузки 8, выход которой электрически соединен с помощью третьего проводника 9 с экраном 2. Горячий спай 6 термочувствительного элемента 5 помещен в поперечный зазор между первым и вторым проводниками 3 и 4 или вблизи него. Концы термочувствительного элемента 5 электрически соединены с контактными площадками 7, которые порознь электрически соединены по СВЧ с экраном 2 через соединительные элементы 11, например конденсаторы.

В случае, если к выходу датчнка подключается усилитель, не имеющий дифференциального .входа, соединение

10

1231472

контактной площадки 7 с экраном 2 целесообразно вьтолнить по постоянному току без применения конденсатора.

Датчик СВЧ-мощности работает следующим образом.

При подаче на вход 10 датчика СБЧ-мощности часть этой мощности поглощается термочувствительным элементом 5, вызывая его разогрев, причем максимальный разогрев термочувствительного элемента происходит в поперечном зазоре между первым и вторым проводниками 3 и 4, где расположен горячий спай 6. На концах термочувствительного элемента 5 появляется термоЭДС, пропорциональная поглощенной СБЧ-мощности. Оставщаяся часть СВЧ-мощности поглощается СВЧ-нагруз- кой 8. Соединительные элементы 11 обеспечивают соединение по СВЧ контактных площадок 7 с экраном 2.

Таким образом, применение второго проводника 4 и СВЧ-нагрузки 8 хотя и несколько усложняет конструкцию датчика, но позволяет выполнить-как СВЧ-нагрузку 8, так и термочувствительной элемент 5 согласованными с микрополосковой линией в широком диапазоне частот, горячий спай 6 термочувствительного элемента 5 вьшолнить

15

20

25

30

в средней, наиболее нагреваемой его части, для изготовления термочувствительного элемента 5 использовать высокоэффективные полупроводниковые

35 термоэлер;трические материалы, что улучшает согласованные датчика и повышает его термоЭДС.

Кроме того, для дополнительного повьЩ1ения термоЭДС применяют после40 довательное соединение термочувствительных элементов по постоянному току, при этом по СВЧ их соединяют па- ратшельно. Для этого вводят разделительные конденсаторы 12 и перемыч45 ки 13 (пример Такого датчика СВЧ мощности изображен на фиг.З и 4).

Формула изобретения

50 Датчик СВЧ-мощности, состоящий из диэлектрической подложки, на одной стороне которой расположен экран, а на другой - первый проводник, термочувствительный элемент и две контакт55 ные плбщадки один из концов первого проводника электрически соединен с термочувствительным элементом, а другой является входом датчика, причем

в средней, наиболее нагреваемой его части, для изготовления термочувствительного элемента 5 использовать высокоэффективные полупроводниковые

термоэлер;трические материалы, что улучшает согласованные датчика и повышает его термоЭДС.

Кроме того, для дополнительного повьЩ1ения термоЭДС применяют последовательное соединение термочувствительных элементов по постоянному току, при этом по СВЧ их соединяют па- ратшельно. Для этого вводят разделительные конденсаторы 12 и перемычки 13 (пример Такого датчика СВЧ мощности изображен на фиг.З и 4).

Формула изобретения

Датчик СВЧ-мощности, состоящий из диэлектрической подложки, на одной стороне которой расположен экран, а на другой - первый проводник, термочувствительный элемент и две контактные плбщадки один из концов первого проводника электрически соединен с термочувствительным элементом, а другой является входом датчика, причем

31231

концы термочувствительного элемента электрически соединены соответственно с контактными площадками, являющимися выходами датчика, контактные площадки через соединительные элементы 5 электрически соединены с экраном, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений путем улучшения согласования в широком диапазоне частот и увеличения ю термоЭДС, введена СВЧ-нагрузка, один

724

вход которой электрически соединен с одним из концов введенного второго проводника, расположенного соосно с первым проводником, другой Конец второго проводника электрически соединен с термочувствительным элементом, причем термочувствительный элемент расположен перпендикулярно оси обоих проводников, а выход СВЧ-наг- рузки соединен с экраном с помощью введенного третьего проводника.

Изобретение относится к технике СВЧ. Повьшается точность измерений путем улучшения согласования в широком диапазоне частот и увеличения термоЭДС.. При подаче на вход 10 СВЧ- мощности часть ее поглощается термочувствительным элементом (ТЭ) 5. Максимальный разогрев ТЭ 5 происходит в поперечном зазоре между 1-м и 2-м проводниками 3 и 4, где расположен горячий спай (ГС) 6. На концах ТЭ 5 появляется термоЭДС, пропорциональная поглощенной СВЧ-мощности. Оставшаяся часть СВЧ-мошности поглощается СВЧ-нагрузкой (Н) 8. Соединительные элементы I1 обеспечивают соединение по СВЧ контактных площадок 7 с экраном. Применение проводника 4 и Н 8 позволяет выполнить как Н 8, так и ТЭ 5 согласованными с микрополоско- вой линией в широком диапазоне частот. ГС 6 вьтолнен в средней, наиболее нагреваемой части ТЭ 5, изготовленного из высокоэффективного полупроводникового термоэл.материала, что улучшает согласование датчика и повышает его термоЭДС. 4 ил. с е. (Л

уу/ууу/ууу;

фиг. 2

/ 7 75 /; 7 73 П 7

в 9

фае.

Редактор А. Гулько

Составитель Е.Адамова Техред Л.Олейник. Корректор А.Ференц

Заказ 2561/50 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР .

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстве нно-полиграфическое предприятие,г.Ужгородjул.Проектная,4