Измеритель мощности СВЧ Советский патент 1989 года по МПК G01R21/10 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения мощности импульсных сигналов СВЧ.

Цель изобретения - повышение точности и р&сширение диапазона измеряемой мощности.

На чертеже приведена структурная электрическая схема измерителя мощ- ности СВЧ,

Измеритель мощности СВЧ содержит генератор 1, двойной волноврдный тройник 2, детектор 3, индикатор 4, аттенюатор 5, короткозамыкатель 6, полупроводниковый элемент 7, введенный в стенку волновода 8, канализирующего СВЧ-мощность.

Измеритель мощности СВЧ работает следующим образом.

Энергия от генератора 1 поступает в плечо двойного волноводного тройника . и делится на две равные, части. Одна часть энергии поступает в боков ое плечо тройника 2, проходит через аттенюатор 5 и отражается от. короткояамыкателя 6, а другая часть поступает на второе боковое плечо и отражается от полупроводникового элемента 7, Оба боковых плеча направ ляют энергию обратно в плоскость симметрии двойного волноводного тройника 2. В этой плоскости осуществляется интерференция отобрая енных волн, причем если в плоскости симметрии существует максимум электрического поля,, то энергия не поступает в плечо с детектором 3 и индикатор 4 в цепи детектора показывает минимальное значение.сигнала. Амплитуда вол- ны, распространяющейся в боковом плече с короткозамыкателем 6 с помощью аттенюатора 5, может быть сбалансирована с, амплитудой волны, отраженной от полупроводникового элемента 7

Измерение производят следующим образом.

Измеряемую СВЧ-мощность отключают. С помощью аттенюатора 5, коротко замыкателя 6 и детектора 3 выстав- ляют индикатор 4 на минимальное значение. В этом случае фазы отраженных вoлHj приходящих б плоскость симметрии двойного волноводного тройника 2, противоположны. по волноводу 8 подают измеряемую СВЧ- мощность. Так как амплитуда электрического поля данного СВЧ-колебания превьЕиает напряженность порогового

поля полупроводникового материала полупроводникового элемента 7,то происходит изменение концентрации носителей заряда в полупроводнике,пропорциональное мощности СВЧ.При этом измеряемое СВЧ-колебание не проникает в боковое волноводное плечо двойного тройника 2, являющееся для него запредельным волно водом,и не изменяет предварительно установленного значения индикатора 4. Изменение концентрации носителей заряда в полупроводниковом элементе 7 приводит к изменению фазы отраженной от него волны и сдвигу установленного минимума сигнала. Величину этого сигнала можно определить перемещением короткозамыкателя.

Диапазон измеряемых мощностей составляет .от десятков ватт до сотен киловатт. Расширение диапазона измеряемых мощностей обуславливается в основном лшрокими пределами полевой зависимости концентрации ионизированных носителей, которая, в зависимости от типа полупроводникового материала, может увеличиваться на 2-4 порядка. Нижний предел измеряемых мощностей определяется величиной порогового поля К пор и зависит от выбора ползшроводникового материала.

Измерение мрпдаости производится по принципу мостового интерферометра, характеризующегося высокой точностью измерений. В измерителе мощности СВЧ отсутствзпот контакты к полупроводниковому элементу 7, не. прикладывается разность потенциалов, вызывающая ток носителей заряда и искажение результата измерения. Для измерения используется слабое СВЧ- поле вспомогательного генератора 1, практически не влияющее на концентрацию носителей заряда и их подвижность в полупроводниковом элементе 7. Включение бокового плеча двойного волноводного тройника 2 в середину щирокой стенки волновода 8 позволяет достичь максимальной чувствительности измерения, так как величина электрического поля СВЧ, действующего на полупроводниковый элемент 7, в этом случае наибольшая.

Формула изобретени

1. Измеритель мощности СВЧ, содержащий полупроводниковый элемент, выполненный из полупроводниковorb ма 1456903.

тариапа, со значением порогового по-короткозамыкатель, одно ия основных

ля ионизации меньше величины изменяе-плеч двойного волноводного тройника,

мой СВЧ-мощности, расположенный вподключено к генератору, а другое волноводе, отличающийсяк детектору, соединенному с индика тем, что, с целью повышения точноститором, полупроводниковый элемент раси расширения диапазона измеряемойположен в месте соединения волновода

мощности, введен двойной волновод-и двойного волноводного тройника, ный тройник, одно плечо которого

связано с волноводом через его боко- ,о2. Измеритель по п.1, о т л и -.

вую стенку, являющееся запредельнымчающийся тем, что боковое

по отношению к волноводу, в другомплечо двойного волноводного тройника

боковом плече двойного волноводноговключено в середину широкой стенки

тройника расположены аттенюатор иволновода.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. -Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измеряемой мощности. Измеритель мощности СВЧ содержит г-р 1, детектор 3, индикатор 4, аттенюатор 5, короткозамыкатель 6, полупроводниковый элемент (ШЭ) 7, введенный в стенку волновода 8, канализирующего СВЧ-мощность. Цель достигается введением двойного волноводн.о- го тройника (ДЕТ) 2. Расширение диа- Лазона измеряемых мощностей обусловливается в основном широкими пределами полевой зависимости концентрации ионизированных носителей. Измерение мощности производится по принципу мостового интерферометра, характеризующегося высокой точностью измерений. В измерителе отсутствуют контакты к ППЭ 7, не прикладывается раз-- ность потешщалов, вйзывающая ток носителей заряда и искажение результата измерения. Включение бокового плеча ДЕТ 2 в середину широкой стенки волновода 8 позволяет достичь максимальной чувствительности измерения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. S . а (Л с сд :А9