Датчик СВЧ-излучения Советский патент 1988 года по МПК G01R29/08 

со

00 00 00

113

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для измерения интенсивности СВЧ-излучения в волновод- ных и квазиоптических линиях переда- чи.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже изображена структурная электрическая схема датчика СВЧ-излучения.

I Датчик СВЧ-излучения содержит пер- I вый 1, второй 2 и третий 3 звукопро- 1 воды. Между торцами звукопроводов 1 и 2 жестко закреплен поглотитель 4 СВЧ-излучения. Между другим торцом i звукопровода 2 и торцом звукопровода :3 жестко закреплен пьезоэлемент 5 с :обкладками 6. Последние посредством ;кабеля 7 электрически связаны с регистратором 8.

Дпины L, , L, L. звукопроводов 1- i3 связаны со скоростью. V звука в зву- |копроводах и длительностью СВЧ-импуль са соотношениями

vr , „ , vf

L 7 VT; I.

(1)

I Для обеспечения однородного нагре : ва поглотителя 4 СВЧ--излучения пос- ледний изготовлен из материала,коэффициент К поглощения которого связан с поперечньм размером d поглотителя 4 СВЧ-излучения соотношением К « 1/d. Поперечный размер d погло- тителя СВЧ-излучения ограничен снизу (со стороны малых величин) необходимостью обеспечения достаточной механической прочности датчика СВЧ-излучения, а сверху (со стороны больших величин) - условием малости его по сравнению- с характерным размером неоднородности СВЧ-поля.

Коэффициент Kg поглощения звукопроводов 1-3 целесообразно выбрать из услойия малых упругих напряжений ЛР,, возникающих в результате нагрева звукопроводов 1-3, по сравнению с напряжениями &Р„, возникающими в результате нагрева поглотителя 4 СВЧ излучения.

&Р ос,Е 3 Кз

лр„ « „Е„КП

1,

(2)

Ы„- коэффициент линейного расширения материала поглотителя; 55 cij- коэффициент линейного расширения материала звукопроводов

1-3;,

п

-

Е - модуль Юнга поглотителя 4

5

0

ЗО д

д

50

55

СВЧ-излучения;

EJ - модуль Юнга звукопроводов 1-3.

Для обеспечения акустического согласования всех элементов устройства целесообразно выполнять их в виде цилиндров с одинаковым сечением и из материалов с близкими волновыми сопротивлениями . I

Датчик СВЧ-излучения работает следующим образом.

Импульсное СВЧ-излучение, генерируемое импульсным СВЧ-генератором (на чертеже не показан), падает на поглотитель 4 СВЧ-излучения и частично поглощается в нем. В результате поглощения СВЧ-энергии поглотитель 4 СВЧ-излучения нагревает .я и стремится расшириться. Возникающее в поглотителе 4.СВЧ-излучения напряжение сжатия распространяется по звукопроводам 1 и 2 в виде звуковых импульсов, величина напряжения сжатия в которых пропорциональна интенсивности СЕЧ-излу- чения. Поскольку пьезоэлемент 5 же- стко укреплен между торцами звукопроводов 2 и 3, звуковой импульс сжимает пьезоэлемент 5„ При этом на обкладках 6 появляется электрическое напряжение, пропорциональное напряжению сжатия в звуковом импульсе (и, следовательно, интенсивности СВЧ-излучения), которое регистрируется с помощью регистратора 8.

Поскольку длина L звукопровода 2 удовлетворяет соотношению (2), первый звуковой импульс приходит на пьезоэлемент 5 после окончания СБЧ- импульса, поэтому регистрация импульса электрического напряжения, возникающего на электродах пьезоэлемента 5 под воздействием звукового импульса, происходит в отсутствие сопутствующих генерации СВЧ-излучения электромагнитных наводок на электроды пьезоэлемента 5 и схему регистрации (кабель 7 и регистратор 8), что позволяет увеличить точность регистрации. Звуковой импульс, возбужденный поглотителем 4 СВЧ-излучения в зву- копроводе 1 и затем отраженный от свободного торца этого звукопровода, и звуковой импульс, прошедший через пьезоэлемент в звукопровод 3 и затем отраженный от свободного торца звукопровода 3, приходит на пьезоэлемент после окончания регистрации пер313888174

вого звукового импульса, посколькумерения, поглотитель СВЧ-излучения

длины звукопроводов 1 и 2 удовлетво-размещен между торцами введенных перряют соотношениям (1) и (2), Этового и второго звукопроводов, а пьеозначает, что-отраженные звуковые .зоэлемент размещен между торцами втоимпульсы не накладываются на первыйрого и введенного третьего звукопроимпульс.водов, причем длины первого, второго

и третьего звукопроводов выбираются

Формула изобретенияиз соотношения

10

Датчик СВЧ-излучения, содержащий L V C-/2; L V-T; L V c /2,

поглотитель СВЧ-излучения и пьезо-.

элемент, соединенный с регистрато-где V - скорость звука в звукопрором, отличающийся тем,водах;

что, с целью повьш1ения точности из- jc tT - длительность СВЧ-излучения.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. Датчик содержит поглотитель 4 СВЧ-излучения и пьезоэлемент 5 с обкладками 6, которые посредством кабеля 7 электрически связаны с регистратором 8. В датчик введены три звукопровода 1-3, длины которых L , L, L, связаны с длительностью сГСВЧ-излучения соотношениями L,, L,V o /2, L.J Vf, где V - скорость звука в звукопроводе. В результате поглощения СВЧ-энергии пб- глотитель 4 нагревается и стремится расшириться.Возникающее в поглотителе 4 напряжение сжатия распространяется по звукопроводам 1 и 2 в виде звуковых импульсов (ЗИ). Первый ЗИ приходит на пьезоэлемент 5 после окончания СВЧ-импульса и сопутствующих ему электромагнитных наводок, а последующие ЗИ (отраженные от свободных концов звукопроводов 1 и 3) - после окончания регистрации первого. 1 ил. а (/) С